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2021

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手机轻巧美观,他们功不可没


  数控机床是工业母机,是生产机器的机器。从手机、手表、电脑等日常生活产品,到飞机、火箭、航空母舰等高精尖装备,几乎所有的东西都离不开数控机床。可以说,没有机床就没有工业。

  市第十四次党代会指出,全面建设现代化新长沙,必须夯实先进制造业这个“压舱石”,加快打造国家重要先进制造业中心。要围绕工程机械打造世界级产业集群,数控机床在其中的重要性不言而喻。“走进关键技术攻关现场”系列报道第二篇,聚焦宇环数控机床股份有限公司承担的长沙市重大科技专项“高效精密磨削拋光关键技术研究及其应用”。记者在现场深切感受到,高端数控机床科研攻关既是国家高端制造业的实力体现,也是一场对美的极致追求。

 

 

  现场:一台机床就是一条流水生产线

  秋日的长沙,阳光明媚。记者驱车来到位于浏阳经开区的宇环数控,只见现代化的厂房里整洁明亮,机器忙碌。

  在新产品测试区,工程师和技术人员正围着一台数控机床探讨加工细节。另一边,一台YH2M8590五轴数控多面磨削抛光机床正在技术人员的监控下进行测试。记者看到,抛光机床同时对五个手机中框模型进行模拟加工,完成一道工序后会自动流转到下一道工序。

  “五轴数控多面磨削抛光机床是项目的最新成果,我们现在能直观看到的就是项目研发的制造新工艺集手机中框多个面的加工工序于一体,即在一台机床上集成磨削(去刀痕)、粗抛、半精抛、精抛四道加工工序。一台机床相当于过去的一条流水生产线,在磨削抛光精度、生产效率、自动化水平等方面,远优于传统工艺及设备。它集成了多项自主创新的核心技术,在国内外尚未查到同类型机床。”宇环数控工程技术研究院院长、项目首席专家周志雄介绍。

  在这种机床投入使用前,传统的手机中框加工方法是:磨削(去刀痕)、粗抛、半精抛、精抛等加工工序,每一道工序都需要一台机床,完成整个加工至少需要三至五台机床,而且每次只能加工一个工件。项目对工序进行了技术集成,大大提高了加工效率,减少了设备、用地和人工等方面的成本。

  几米外的实验室里,系列大型设备整齐排开,技术人员对数控机床上的关键核心零部件进行测试。加工件行不行、精度符不符合要求,都需要在这里过几道检测关。“这是目前国内乃至国际上可施加压力最大的双面研磨抛光机,是专门为加工蓝宝石等高硬度材料工件研发的。”周志雄指着一台高精度立式双面研磨抛光机告诉记者。

  故事:集中攻关常持续数月,科研团队实验室连轴转

  轻巧的手机,光造型就有这么多的难题?面对记者的疑惑,周志雄拿着自己使用的曲面屏手机解释说,随着人们对美的追求越来越高,手机面板、中框、外壳等不断采用新材料,如蓝宝石、陶瓷、新型玻璃等,它们强度和硬度高、易脆;在外形设计上,从平面发展到2.5D曲面再到3D面。这些材料作为薄型零件加工时,要做到受力不变形、不破碎就是个难点,而“三高”(加工精度高、表面质量高、效率高)保证则是难上加难。

  “新的材料引发新的加工技术革命,全世界都没有能有效解决这些难题的工艺和机床,怎么办?我们就自己来开发,联合湖南大学等开展项目攻关,进行难加工材料加工技术、曲面精密抛光控制技术、多轴同步控制技术、机床结构设计等关键共性技术研究。”周志雄说。

  科研攻关慢不得,也等不得。2020年正月初三,作为项目负责人的宇环数控董事长许世雄便带领团队来到公司开始了持久战。当时团队研发了集成制造新工艺,但如何通过机床来实现是一大难题。

  “大家连续两三个月在办公室和实验室加班,早上8点进去,晚上12点出来,困了就打个盹继续干。最后问题得到成功解决,研发出多项新技术,还解决了在一台机床上多件多面加工尺寸难以保证一致性要求的难题。”周志雄告诉记者,项目成果“五轴数控多工位抛光机”一开发出来,就应用在了iPhone12手机的生产上,并获得了大批量订单,第一年就实现销售收入超2亿元。

  其实,宇环数控凭借着自身在精密磨削抛光领域的核心竞争力,从iPhone4以来,就一直与苹果公司保持密切合作,包括玻璃面板、后盖和金属中框的磨削抛光。

  成效:多项成果达到国际先进水平,填补行业空白

  我国数控机床生产能力及消费市场规模全球领先,但在高端数控机床领域存在一定短板,成为制约我国制造业发展的痛点。宇环数控瞄准这一需求,研发的高端数控机床产品不仅在国内行业领先,而且出口多个国家。

  作为公司负责人,许世雄在数控机床行业深耕40多年,公司每一项重大技术突破,都有他的身影。如今,在他的带领下,“高效精密磨削拋光关键技术研究及其应用”项目以智能手机不锈钢中框和玻璃前后盖为加工对象,研制出五轴数控多面磨削抛光机床和YH2M8608D 3D凹面抛光机产品,均通过了由湖南省机械工业协会组织的科技成果评价,一致认为“产品整体技术达到国际先进水平,多项关键技术居国际领先水平”。

  其中,五轴数控多面磨削抛光机床填补了多面磨削抛光机床的国内(国际)空白,同步开发的控制软件更是满足了大批量生产的需求,解决了国外控制系统供货时间长、服务不及时、价格高等问题。

  “作为湖南省机床工具工业协会会长单位和长沙市数控装备产业技术创新战略联盟理事长单位,大力发展高端数控机床产业,加快打造国家重要先进制造业中心,我们理应有更多担当。现在正准备成立研究院,以贡献更多力量。”许世雄透露,下一步将利用在精密磨削抛光技术领域的优势,对接相关大专院校,产学研用组合一起攻关,创造新的辉煌。


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关键词:数控磨床系列、研磨抛光机系列、智能装备、冶金能源装备
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