序言
這是一架美國波音787客機。
如果你仔細觀察過它的機翼,就會發現竟然是彎曲的。
相關資料顯示,波音787的機翼翼展為60.1米,翼尖最大向上彎曲達到7.9米,可以說機翼彎曲程度堪稱「逆天」。
而且更令我感到驚訝的是,飛機的機體和機翼部分,竟然不是美國本土製造的,而是由日本的高精度機床製造。
那麼問題來了,日本機床為什麼能如此厲害?
機床製造產品
先來看幾個機床加工出來的零件。
比如北京精雕公司製造的微米級高精度配件。
你會看到當兩個金屬塊相遇的時候,就會合二為一渾然天成。
看起來有點不可思議是吧?
其實這是精雕技術達到極高水平的時候,就會出現的神奇現象。
由於兩個金屬塊的表面太過光滑,就會產生范德華力,緊緊相吸。同時不管你從哪裡方向去配合,都可以達到嚴絲合縫,連空氣都進不來。
再比如光刻機大家都知道吧,它也是精密機床的產物。
尤其是它的光學系統對光學元件要求非常高,就比如說光刻機的鏡頭鏡片打磨加工。
我打了一個比方:
假如一塊鏡片面積看做德國國土面積,那麼需要將這塊鏡片打磨得表面,所有坑窪必須控制在1毫米以下。
同時鏡片材質還要做到非常均勻,這就需要高精度機械進行打磨,尺寸調整次數可能高達百萬次以上,這就需幾十年到上百年技術積澱。
而這件工作,只有德國的卡爾.蔡司才幹得了!
所以通過這兩個例子,你就會看到越厲害的機床,加工出來的零件越精細。
日本機床
再回到咱們話題的主角- 日本機床。
著名的"日本東芝機床事件"大家有沒有聽說過。
簡單來說是這樣的,在冷戰時期,日本違背"巴統條約",以狸貓換太子的方式,向前蘇聯出口了一批此條約明令禁止的數控機床設備,後來又被人揭發了。
而這個設備不是別的,就是高精密的加工船用螺旋槳的數控機床。
前蘇聯在得到這批高精度機床後,潛艇等重工設備的高精度加工水平大幅度提高,尤其是核潛艇的靜音性水平得到了很大的提升,而這讓美國苦心經營幾十年的心血前功盡棄。
我注意到的是,日本在冷戰時期就能生產高端機床了。
而隨着這麼多年的技術發展,現在日本的機床更是處於全球領先地位。其國內的馬扎克、發那科、大隈、天田等品牌,都是機床行業的佼佼者。
就拿日本「蒼龍」號潛艇來說吧,它是一種具備低噪音航行性能的大型柴電潛艇,採用了很多完善的降噪措施。
這裡順便給大家科普下,潛艇的噪音主要有哪些呢?
噪音主要來自潛艇內部機械和推進器。
就比如在每秒10周頻率範圍的噪音,有90%是來自轉動的推進器-也就是螺旋槳,所以要生產旋渦小噪音低、對方聲吶很難探知的先進螺旋槳才可以。
"蒼龍"號它採用的是單軸大側斜七葉片高曲度螺旋槳。
這種螺旋槳的加工難度在哪裡?
就在於它的槳葉側斜角比較大。所謂的側斜角就是,槳轂中心線與槳葉中心線之間的夾角。
理論上只要側斜角大於四十度,螺槳背面水壓變動情況會減少一半,所以大側斜槳對於抑制空泡的產生,是要比普通螺槳理想很多的。
更別提用在潛艇上的是側斜角更大,可以達到了四十度以上,加工更精密,材料更先進複雜的七葉大側斜槳了!
所以要加工這種螺旋槳,就要用到九軸聯動數控銑床才可以。
這種機床有多厲害呢?
在機床行業,一般把數控機床以軸數來劃分標準。
三軸以下的為低檔,三至五軸為中高檔,五軸以上為高檔。一般五軸就可以搞定絕大多數的產品了,九軸那就是高尖端設備了。
舉個例子:
咱們平常的頭髮絲直徑通常是60微米,而一個超高精度機床加工精度能夠達到0.01-0.001微米,也就是能夠達到或接近納米級,小到肉眼根本無法分辨出來。
同時與普通數控機床精度相比,超高精度機床要高出1000倍。
中日機床差距
看完了日本鄰居的機床情況,肯定有朋友想知道,中國機床與日本機床差距有多大?
與發達國家相比,我國機床行業起步晚,發展時間較短,技術相對落後。
國產數控機床多為中低端產品,高端數控機床90%依賴進口,其中日本是主要的進口來源國,約佔三分之一。
從產業成熟度來看,我國高端數控機床與國外的差距在40-60年左右,僅相當於發達國家二十世紀五十年代的水平。
雖然我們已經取得了一定的成績,但是在機床的功能部件上,差距還是有的。
比如軸承,絲杠,數控系統,轉檯,直線電機,力矩電機直驅技術的應用,目前都是用國外的,自己就組裝下,精度還不穩定,同類機床,中國都能做,就是不穩定不好用。
感悟
最後小鯨想說:
裝備製造業,是一個國家工業發展的基石,它直接關係著一個國家的工業生產能力,繼而直接影響到了這個國家的經濟實力和國際地位。
而機床更是一個國家製造業水平的象徵,先進的數控加工設備,對於任何一個國家都是重要的戰略物資!
而一台好的機床,更是需要全產業鏈的共同進步才可以。
同時整個機床產業還需要有一個合理的布局,來實現專業化分工,說大白話,就是各司其職,每個組件要分工明確。
同時機床設備核心技術的研發,沒有幾十年的潛心研究,不太可能會有實質性的成效。要知道誰的技術實力也不是一兩天積累起來的,需要一個長久的過程。
所以這種種一系列問題,值得我們每一個人深深的反思!