蒋庄德：《高端数控机床技术突破，带动制造装备升级》
作者：蒋庄德（中国工程院院士，西安交通大学教授、博士生导师）
欲善其事，必先利其器。工业母机的发展直接影响高端制造业的发展，其中又以高端数控机床最为重要。为了实现以科技发展带动生产力跨越发展，满足国内主要行业对装备制造的基本需求，助力制造业实现转型升级、迈上新台阶，我国将“高档数控机床与基础制造装备”列为科技重大专项。经过十余年的攻坚克难，我国已在工业母机的多项核心技术和产品上取得突破。大飞机是航空工业的王冠。然而大飞机的机身结构件、起落架、发动机吊挂等关键部件体积巨大，并且需要承受高达100吨的起飞重量，这要求必须使用超大型模锻压机进行制备。在国家科技重大专项的支持下，我国针对大型模锻压机展开了技术攻关，自主设计、制造了当今世界最大、最先进的8万吨模锻压机，实现了飞机起落架模锻件、发动机锻件以及机身结构锻件等的自主制造，满足了国产大飞机对大型模锻件的急迫需求。
在船舶制造中，关键动力零件——螺旋桨的制造对技术要求很高。如何制造直径十几米的超大型螺旋桨？如何保证螺旋桨复杂弧度、曲面的加工精度？如何保证螺旋桨叶片的光洁度？这些问题不仅与动力大小、寿命长短有关，也与其降噪能力有关。高端多轴联动数控机床是加工大型螺旋桨的关键装备。我国已经研制出能够加工8米巨型螺旋桨的七轴五联动车铣复合立式加工中心，助推更多大型船舶、高端舰艇驶向深蓝。核电是我国清洁能源发展重点之一。作为核电站常规岛中最关键的设备之一，核电汽轮机的制造至关重要。它在构造上包括低压内缸和高压外缸等部件，这些部件尺寸大、结构复杂，其结构和加工精度直接影响汽轮机安全系数和使用性能，需要使用高端多轴联动数控机床进行加工。我国研制的数控重型桥式龙门五轴联动车铣复合机床，是目前世界最大规格的龙门机床之一，满足了大型核电站常规岛设备制造和超重型零件制造的设备需求。
近年来，我国在高端数控机床的发展中取得长足进步，助力航空、船舶、能源等多个领域取得突破，但总体技术水平与国际先进水平仍存在一定差距。在机床制造的上游，高端功能部件配套能力不足，精度及精度保持性、批量制造的产品质量稳定性与可靠性等指标上还有提升空间。在机床的应用方面，往往需要大量零件加工的适应性验证，才能形成与工艺深度结合的、稳定高效满足加工质量要求的机床产品。目前，机床制造企业还要进一步拓展对工艺的认知，争取更多循环迭代机会，不断丰富产品功能，提升产品性能和可靠性。
本文摘自《人民日报》（ 2022年11月08日第18版），内容有删减。
作者介绍：
蒋庄德：中国工程院院士，西安交通大学教授、博士生导师，西安交通大学纳米学院学术委员会主任，精密微纳制造技术全国重点实验室主任，高端制造装备协同创新中心执行主任。兼任：中国机械工程学会副理事长、中国微米纳米技术学会副理事长等职。曾担任西安交通大学副校长。 蒋庄德院士长期从事微纳制造与先进传感技术、精密超精密加工与测试技术及装备等方面的研究。在高端MEMS传感技术及系列器件、数字化精密测量与超精密加工技术与装备的工程科技领域做出了突出贡献，在微纳米技术相关基础理论和生物检测技术及仪器等方面开展了创新性研究。先后主持承担国家自然科学基金重点项目、863重点项目、“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项重点项目、973子项目以及一批省部级重大、重点项目和多项国际合作项目等；在国内外高水平刊物和国际会议上发表论文210余篇，其中SCI检索25篇、EI检索123篇，ISTP检索72篇；已授权专利42项，其中发明专利33项，实用新型专利9项，获得软件著作权12项。研究成果获国家科技进步二等奖1项、国家技术发明奖二等奖1项、教育部技术发明一等奖1项、教育部科技进步一等奖1项、三等奖1项、陕西省科技进步一等奖2项、中国专利优秀奖1项、西安市科技进步一等奖1项。获全国首届创新争先奖、何梁何利科学与技术进步奖、第十三届光华工程科技奖、全国优秀骨干教师、全国百篇优秀博士学位论文指导教师、西安交通大学学位与研究生教育工作突出贡献奖等。
