文 | 趙玉林

機床“大腦”重要還是“頭”重要？這個用戶為何將“德國頭”換成了“中國頭”？

文 | 趙玉林

編者按：在加工制造領(lǐng)域，大家都知道數(shù)控系統(tǒng)重要，并將其比喻為機床的大腦。但相當多的人并不知道，五軸數(shù)控頭和數(shù)控系統(tǒng)同樣重要。在這一領(lǐng)域，迄今為止，我國僅有一家企業(yè)—濟南二機床完全自主開發(fā)出了雙擺角數(shù)控萬能銑頭并實現(xiàn)了批量配套應(yīng)用?，F(xiàn)在，我們就來看一看濟二的應(yīng)用案例吧。

在濟南二機床五軸機床的發(fā)展過程中，航天某廠的“換頭工程”，歷盡波折，驚險刺激，換來了國產(chǎn)高檔數(shù)控機床的一片新天地。這個事件對行業(yè)具有里程碑式的意義，由此樹立了用戶信心，開啟了國產(chǎn)雙擺角數(shù)控萬能銑頭（俗稱“五軸頭”）的產(chǎn)業(yè)化進程。

別人的“第一個螃蟹”

五軸機床代表數(shù)控機床技術(shù)制高點。長期以來，大型五軸機床的國內(nèi)市場，一直是國外優(yōu)勢企業(yè)的傳統(tǒng)領(lǐng)地。前些年，各大飛機制造廠的加工車間，簡直就是國外機床的博覽會，幾乎見不到國產(chǎn)機床的影子。

國產(chǎn)大型五軸機床首先進入的是航天領(lǐng)域，航天由于其戰(zhàn)略地位，在國外嚴格封鎖下，逐漸轉(zhuǎn)向國內(nèi)產(chǎn)品。從2007年開始，濟南二機床的大型五軸聯(lián)動龍門加工中心開始進入航天領(lǐng)域，并逐漸成為這一領(lǐng)域諸多用戶的首選，先后為航天系統(tǒng)提供了十余臺五軸聯(lián)動龍門加工中心。但這些產(chǎn)品，清一色配置的是國外進口五軸頭。

核心部件受制于人，一直是濟南二機床心中的痛。如果把五軸機床比喻成皇冠的話，雙擺角數(shù)控萬能銑頭（五軸頭），就是皇冠上的明珠。用戶對國外品牌的五軸頭認知度高，甚至在機床招標中指定采用進口品牌。急功近利之下，國內(nèi)機床廠大都在市場競爭中推薦和配置進口五軸頭，進一步助長了國外生產(chǎn)廠家的影響力和競爭力。長此以往，國產(chǎn)雙擺角數(shù)控萬能銑頭將無立足之地，我國高檔數(shù)控機床終將難以擺脫對國外的依賴。

2010年11月，航天某廠又向濟南二機床采購了一臺超大型高速龍門五軸聯(lián)動加工中心。用戶考慮到該機床既要滿足鋁合金加工，又要兼顧鈦合金加工，在技術(shù)協(xié)議中約定了配置德國CYTEC公司新研發(fā)的大扭矩、高轉(zhuǎn)速 K50型五軸頭。這樣，航天某廠就做了這種國外五軸頭“第一個吃螃蟹的人”。

深陷泥潭

2012年3月初，K50五軸頭在推遲交貨4個月后，終于貨到用戶現(xiàn)場。交貨期的推遲，只是一切麻煩的開始。

銑頭運抵航天某廠現(xiàn)場，開始安裝調(diào)試。銑頭在安裝調(diào)試中多次發(fā)生嚴重故障，致其一直無法正常使用。

2012年3月，CYTEC負責安調(diào)的工程師在安裝調(diào)試中，C軸調(diào)試過程中負載過大，抱死，不能轉(zhuǎn)動。CYTEC負責現(xiàn)場調(diào)試的工程師現(xiàn)場維修，沒有徹底解決問題。

2012年4月，銑頭上電時電主軸內(nèi)有異響，轉(zhuǎn)一會就抱死。K50第一次返回CYTEC德國工廠維修。

2012年7月，在CYTEC負責安調(diào)的工程師對電主軸進行運轉(zhuǎn)測試過程中，前端冒煙，抱死，無法旋轉(zhuǎn)。K50第二次返回CYTEC德國工廠維修。

2012年9月，電主軸運轉(zhuǎn)測試時，銑頭前端冒煙，電主軸抱死，不能運轉(zhuǎn)。K50第三次返回CYTEC德國工廠維修。

2012年11月，銑頭液壓站電機故障，電機燒毀。由CYTEC更換電機和泵站。

2012年12月，CYTEC現(xiàn)場工程師在調(diào)試時，A軸負載過大，A軸抱死，銑頭不能運轉(zhuǎn)。

鑒于故障嚴重，并頻繁發(fā)生，CYTEC同意向濟南二機床提供一臺新的K50銑頭和液壓站。2012年12月，CYTEC提供了重做的銑頭，更換了主軸、A軸和液壓泵站。

濟二超大型五軸龍門加工中心運載火箭整體壁筒模擬加工圖

拆下后存放在用戶現(xiàn)場的德國五軸頭

震驚和憤怒

盡管重新制作了銑頭，仍然沒有解決問題。電主軸在2013年7月再次抱死，K50被用戶整體拆卸、擱置。從此之后，CYTEC對濟南二機床協(xié)商解決問題的電話、郵件一律不予回應(yīng)。

落后就要受氣、挨打，在這一點上，德國CYTEC公司又給我們上了一課。K50出現(xiàn)問題后，由于德國人的技術(shù)封鎖，濟南二機床技術(shù)人員接觸不到銑頭內(nèi)部圖紙、結(jié)構(gòu)，一直束手無策。一端是用戶焦急萬分，氣不打一處來；另一端是德國公司工作拖沓，態(tài)度傲慢。每次維修，德國公司對濟南二機床要求說明故障原因的函件均置之不理。

德國制造，向來以質(zhì)量可靠、“工匠精神”聞名于世。中國的企業(yè)，對德國制造更是敬若神明，仿佛高高在上、不可逾越。然而在這里，德國制造卻是摔了一個結(jié)結(jié)實實的跟頭。同時，也展示了他們的另一面，就是傲慢自私、缺乏誠信。這家企業(yè)的表現(xiàn)，顛覆了大家對德國制造的印象，震驚之余，深感憤怒。而用戶，再三失望，最終絕望。

通過這件事，也提醒我們不要盲目崇拜德國制造，而應(yīng)該給國內(nèi)的制造業(yè)更多的機會。

2013年7月，航天某廠對K50五軸頭徹底失去信心，要求退貨，給濟南二機床發(fā)函，拒絕繼續(xù)使用K50銑頭。2013年8月，濟南二機床無奈對德國CYTEC提起國際仲裁。

我們的“第一個螃蟹”

國際訴訟曠日持久，用戶的型號任務(wù)卻不等人。無奈之下，濟南二機床“逼上梁山”，提出用自己新研發(fā)的FVD40五軸頭替代K50銑頭。

這是兩難之下的一步險棋。FVD40是濟南二機床的第一個力矩電機直驅(qū)型五軸頭，剛剛研制完畢，從未進行過切削實驗，性能、質(zhì)量、可靠性都是未知的。

2017年10月，濟南二機床生產(chǎn)現(xiàn)場一角，五軸機床批量生產(chǎn)中

看似一步險棋，其實早有先招在前，所謂“先勝而后求戰(zhàn)”。此時，濟南二機床對五軸頭的研發(fā)已經(jīng)默默進行了十年。2011年，濟南二機床承擔的“雙擺角數(shù)控萬能銑頭”重大專項通過了國家驗收，已經(jīng)研發(fā)出電主軸式、機械主軸式和力矩電機直驅(qū)式三大系列五軸頭，成為國內(nèi)首家具有自主知識產(chǎn)權(quán)五軸頭的企業(yè)。

然而，用戶剛吃完進口的“第一個螃蟹”了，還會再吃國產(chǎn)的“第一個螃蟹”？

果然，航天某廠第一反應(yīng)是堅決不同意！

但形勢比人強。此時，航天某廠承擔著“嫦娥奔月”、空間站對接、長征-5火箭等型號任務(wù)，后墻不倒，壓力山大。國際訴訟遠水解不了近渴，無奈之下只好同意濟南二機床的“換頭”方案。但表示換頭不行，法庭上見。

2013年9月，濟南二機床將自制FVD40五軸頭發(fā)貨到航天某廠，服務(wù)人員克服重重困難，終于在10月中旬，完成FVD40五軸頭的安裝調(diào)試，交付航天某廠試用。為打消航天某廠對國產(chǎn)五軸頭的顧慮，濟南二機床安排銑頭設(shè)計、工藝、維修人員現(xiàn)場服務(wù)和陪產(chǎn)，以保障航天某廠生產(chǎn)任務(wù)之需。

經(jīng)過一個多月的陪產(chǎn)，機床穩(wěn)定運行，整機和銑頭均未出現(xiàn)故障，精度亦滿足加工要求，機床運行進入正軌。濟南二機床自制FVD40五軸頭的“救場”，緩解了航天某廠重點型號任務(wù)的生產(chǎn)壓力，用戶長舒一口氣，臉色也變得緩和起來。

2014年5月， 濟南二機床與航天某廠協(xié)商成立聯(lián)合科研攻關(guān)小組，簽署聯(lián)合攻關(guān)協(xié)議，對FVD40五軸頭進行加工效率提升。經(jīng)雙方工藝人員半年多的工藝研究、機床參數(shù)優(yōu)化，將FVD40五軸頭與機床動態(tài)性能匹配達到最優(yōu)狀態(tài)，實現(xiàn)金屬切除率達到進口同型號五軸頭水平。

“意外的驚喜”

2015年2月3日，在航天某廠召開“航天復(fù)雜結(jié)構(gòu)件高檔數(shù)控加工示范工程”04專項驗收會和國產(chǎn)數(shù)控機床推介會。在推介會現(xiàn)場，工信部裝備司王副司長、航天某廠郭總工程師分別發(fā)言，指出濟南二機床自制五軸頭成功替代德國CYTEC進口K50五軸頭，并在航天某廠穩(wěn)定應(yīng)用，成為示范工程的一大亮點，打破了航天產(chǎn)品制造長期依賴進口機床的局面。濟南二機床自制五軸頭給航天某廠帶來“意外的驚喜”!

2016年11月26日，濟南二機床與航天某廠簽訂采用JIER自制FVD40五軸頭替代K50五軸頭相關(guān)協(xié)議，從法律意義上完成“換頭工程”。機床整機結(jié)束質(zhì)保期并一次性支付尾款，至此該項目歷經(jīng)磨難，終于畫上句號。

揚眉吐氣

截止目前，F(xiàn)VD40五軸頭在航天某廠續(xù)穩(wěn)定運行近四年，實行三班倒工作制，每天加工18小時以上，給航天某廠創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，得到用戶高度認可和好評。

航天某廠五軸機床的“換頭工程”，示范意義深遠。在該項目的影響下，濟南二機床成功取得洪都飛機、昌河飛機、沈陽飛機、西安飛機、中航漢中零組件、天津大火箭、三江航天、北京航天、吉林麥達斯鋁業(yè)、比亞迪云軌、東安發(fā)動機等用戶二十余臺五軸機床訂單，這些機床全部套配置濟二自主研發(fā)五軸頭，實現(xiàn)了進口五軸機床和進口五軸頭的國產(chǎn)化替代。

（本文原標題為：《“逼上梁山”后的“意外驚喜”--濟南二機床航天某用戶五軸機床“換頭工程”紀實》）