未來,這里每兩分鐘將有一輛高端家用汽車下線,中國第一套全流程汽車仿真生產系統(tǒng),是如何突破關鍵技術的?
中國的超精密加工數控系統(tǒng),如何在每分鐘24000轉的超高速度下,把零件的粗糙度控制在0.02微米以下?
海拔累計落差14000米,中間還被縱貫南北的橫斷山脈阻隔,人類歷史上最具挑戰(zhàn)的鐵路工程,如何在中國人手中變成現實?
“空中造樓機”挑戰(zhàn)超高層建筑,打造中國第一高樓
對于建筑行業(yè)來說,300米超高層建筑是一道門檻,而500米則是一個更難的關口。建設一棟的物料和裝備,總共有五六十萬噸,是300米建筑的兩倍,施工風險更是比300米高樓大了4倍,這對于施工平臺的穩(wěn)定性和承重力都提出了更高的要求。
最新一代“空中造樓機”，就是中國首創(chuàng)。它最牛的實力就在于,它的頂升力達4000多噸,能讓建筑施工在千米高空如履平地,在8級大風中平穩(wěn)進行,4天一層的施工速度更是讓國內外驚艷,展現了中國超高層建筑施工技術,在全世界領先的地位。
施工平臺裝有像搓衣板一樣的微凸支點,這是中國工程師的獨有發(fā)明。承力件,就像造樓機的手腳緊扣在大樓核心墻體的支點上。大樓外側的液壓油缸負責提供動力。依靠微凸支點,大樓的墻體就變成了攀巖墻。造樓機馱著負重,像猴子爬樹,一層層向上攀爬。頂升中,鉤爪會不斷掛住墻面上凸起的小臺階。即便液壓機突發(fā)故障,12個鉤爪也會牢牢抓扣在墻面上,為百米高空中造樓機的安全保駕護航。
僅用5小時,新一代造樓機就完成了它500米關口的挑戰(zhàn),這是中國建造技術的新高度。
全球300米以上的高樓,有將近70%是中國建造。超高層建筑領域,中國高度、中國效率、綠色節(jié)能的建筑方式,以絕對優(yōu)勢領跑。
數字仿真系統(tǒng) 打造世界一流工廠
工欲善其事,必先利其器。智能制造是未來制造業(yè)的核心。
智能制造的基礎是網絡化、數字化,而數字化,離不開數字模型和過程仿真。
工程師們正在用激光掃描儀,定位跟蹤儀掃描整個工廠
他們要建立一個和現實一模一樣的數字化仿真工廠。掃描誤差不能超過3毫米,450個機器人的定位,更是要精確到0.05毫米。工程師們要對沖壓、焊接、噴涂、總裝,四條汽車生產線上的1820臺智能裝備,全部進行數字化掃描和測量。采集到的183類,47500個數據,將匯聚到仿真系統(tǒng)中,全生產流程的數字化虛擬工廠也隨之誕生。
40名工程師,一千個日日夜夜,研發(fā)出的中國第一套全流程汽車仿真生產系統(tǒng)沖壓環(huán)節(jié)的零件加工合格率達到100%,焊裝環(huán)節(jié)的焊點定位合格率達到99.8%,總裝環(huán)節(jié)的裝配合格率更是達到100%。這個成績已經突破了國際頂級品牌高端汽車的制造標準。
粗糙度為0.02微米金屬鏡面是怎樣加工出來的?
中國中部,新興的智能控制產業(yè)集群,這里也是中國數控系統(tǒng)最重要的研發(fā)基地之一。中國第一臺具有超精密加工控制能力的數控系統(tǒng)正在研制。
每到試驗的關鍵節(jié)點,工程師周會成他們都會來到車間,等待試驗結果。這樣的等待,從2010年起,已經持續(xù)了7年。工程師要進行超精密金屬鏡面加工的測試。
超精密鏡面加工,是金屬切削加工的最高境界。刀具接觸金屬表面造成的劃痕叫做粗糙度。周會成要在機床主軸轉速達到每分鐘24000轉的超高速度下,把零件的粗糙度控制在0.02微米以下,這是頭發(fā)絲直徑的萬分之一,也是超精密加工系統(tǒng)必須達到的標準之一。
刀具運行速度從零迅速上升到每秒100米。零件上開始進刀的時刻,最讓人緊張的是刀具在切入的剎那運行加速度達到了重力加速度,這相當于5.6秒內將汽車從零提速到200公里。經過檢測后,零件表面加工精度達到了0.01微米,這相當于汽車在100公里的時速下,輪胎運行偏差只有3根頭發(fā)絲,而輪胎的抖動誤差不到頭發(fā)絲的萬分之一。
一個完美的鏡面,出現在眼前。
三維五軸激光機床 探秘衛(wèi)星是如何制造出來的
三維五軸激光機床,是加工異形曲面衛(wèi)星零部件的利器,代表著目前全球數控機床的最高技術水平。
研發(fā)的每一步,都是難關。從激光頭的肩部到肘部再到腕部,內部直徑8厘米的狹小空間內,需要容納50組電路信號,20組高壓水、氣通道。作業(yè)中,任何一組出現泄漏,價值數百萬元的激光頭都會報廢。機頭如何密封,曾困擾中國機床行業(yè)十多年。現在,這個難題已經得到了解決。
切割開始,激光頭上下浮動,始終與零件保持著0.7毫米的距離。類似這樣的拐彎,傳統(tǒng)加工工序要使用四、五種設備,至少花上三天才能完成?，F在,只要幾分鐘,就能一次性完成數百甚至上千個孔徑和復雜工序的精加工。
有了這種超級裝備,航空航天零部件的制造周期可以壓縮到原來的十分之一。中國的目標是到2020年在空天領域實現機床國產化率80%。
來源：央視財經
