培養專業技術人才 提升專業人才能力——“高檔數控機床設計和加工技術”培訓報道（上）

本刊記者/Reporter 譚弘穎/TAN Hongying

“高檔數控機床設計和加工技術”培訓合影

為了提升機床行業的專業技術水平，促進和幫助機床行業技術隊伍盡快系統理解和掌握高檔數控機床設計和加工的關鍵技術，切實擔負和落實培養行業技術人才隊伍的重要任務，根據國家人力資源和社會保障部《關于印發專業技術人才知識更新工程2015年高級研修項目計劃的通知》，針對機床設備制造與應用企業的高級專業技術人才，由中國通用技術（集團）控股有限責任公司(以下簡稱“中國通用技術集團”)承擔的“高檔數控機床設計和加工技術”獲批為國家人力資源和社會保障部專業技術人才知識更新工程高級研修項目。該專項研修培訓工作由北京機床研究所、北京工研精機股份有限公司（以下簡稱“工研精機”）承辦，并得國家人力資源和社會保障部的支持。

2015年5月15-20日，“高檔數控機床設計和加工技術”高級研修項目培訓課程在工研精機如期舉行。在為期6天的培訓中，來自國內多家機床制造企業、高校及科研院所的73名學員通過11名專家的授課、48學時的學習圓滿結業，本刊記者獨家全程報道。

高級研修項目是經國家人力資源和社會保障部批準，納入全國高級研修項目計劃，旨在提高高層次專業技術人才專業水平和創新能力的示范性繼續教育研修項目。中國通用技術集團、北京機床研究所、工研精機自上而下都非常重視這項工作，中國通用技術集團人力資源總部副總經理張東黎在開課前致辭，將此次培訓的意義和重要性宣之于學員，并預祝培訓取得圓滿成功。

中國通用技術集團人力資源總部副總經理張東黎致辭

此次授課的專家有：北京機床研究所所長、教授級高工劉炳業，北京機床研究所副總工程師、工研精機總工程師、教授級高工賀大興，原北京機床研究所總工藝師、機械工業部突出貢獻技師金福吉，北京機床研究所副總工程師、國家機床質量監督檢驗中心主任、教授級高工趙欽志，天津大學教授、博導張大衛，工研精機教授級高工張世珍，北京FUNAC常務副總經理、技術總監奧田兼正，日本THK株式會社技術開發統括部部長飯田勝也，海德漢（中國）有限公司總經理賈江揚，NSK（中國）研究開發有限公司總經理劉軍。

本次培訓課圍繞機床技術，從發展趨勢講起，包括主機技術（制造、設計與主軸）、技術標準、加工工藝、單元部件技術（控制、反饋、直線運動、回轉運動）共5類課程，輔以4套閱讀教材《工業4.0》、《制造繁榮》、《顛覆式創新》、《跨界》，再以工廠參觀、技術創新研討等模式加深學員對課程的理解。

北京機床研究所所長、教授級高工劉炳業--《精密機床的技術發展方向與趨勢》

北京機床研究所所長、教授級高工劉炳業授課

培訓第一天，北京機床研究所所長、教授級高工劉炳業先生首先做了《精密機床的技術發展方向與趨勢》的演講。劉所長是精密與超精密機床專家，30多年來一直在科研技術領域工作，現擔任國家863項目“箱體類精密工作母機設計制造關鍵技術”首席專家、中國機床工具協會副理事長、國家04重大專項評審專家、機械工業科技進步獎評審專家、國家科學技術獎評審專家等。

首先，劉所長介紹了北京機床研究所的概況——“兩個國家級工程研究中心、三個標準化組織、一個國家檢測中心、一個國家級創新平臺、一本中文核心期刊”和機床所在中國機床制造業創造的“11個第一”。然后，通過介紹“18羅漢”機床廠以及“七所一院”的過往與現狀讓大家了解了機床工業的歷史。接著，從對2013年與2014年數控機床進口情況的數據對比分析讓大家了解了機床行業的大致情況。在談到何為數控機床的主要研究任務時，他認為運動軸系、五軸、重型、車床以及數控機床的21項幾何誤差等是數控機床的主要研究任務。通過對歐盟、美國、日本和中國等主要機床制造國家和地區近年的研究計劃的細致介紹，他認為數控機床發展趨勢主要有兩個：機床加工的尺度特征向極端方向發展（超精密）和機床的應用向滿足智能制造要求發展（智能制造）。他結合北京機床研究所幾十年對超精密加工技術的研究讓學員們一窺超精密加工之內涵；在講到“智能制造”這個發展趨勢時，更是結合當下如德國“工業4.0”、美國“制造業回流”、日本“智能化制造”、中國的“兩化融合”等，通過對勞動力成本、機器人數量等翔實數據論證了智能制造的大勢所趨。劉所長認為，全球的經濟危機也給制造科學帶來了新的機遇，競爭也會更加激烈和殘酷，中國要做制造業的強國，不做趨勢的跟隨者而做領跑者方是“由大變強”的坦途；而企業也要充分理解趨勢、把握轉型升級的方向，才能沖出紅海,駛向藍海。

北京機床研究所副總工程師、工研精機總工程師、教授級高工賀大興--《精密機床性能提升的關鍵技術》

北京機床研究所副總工程師、工研精機總工程師、教授級高工賀大興授課

北京機床研究所副總工程師、工研精機總工程師、教授級高工賀大興做了《精密機床性能提升的關鍵技術》的演講。賀工長期從事精密與超精密機床設計與制造研究，主持并參與完成了國家“九五”和“十五”攻關項目、863項目、04重大項目、科技部專項以及省部級科研項目、國內企業需求的重大科研課題等眾多項目，在精密與超精密機床的結構設計、運動控制及工藝應用開發與研究方面，填補了多項技術及產品空白。

他通過對超精密加工概念、發展經歷、市場及應用案例、關鍵技術以及北京機床研究所超精密機床的發展狀況的介紹，讓學員對機床發展的“超精密”方向有了更深層次的了解。他認為，超精密加工制造技術是國際上納米技術的重要組成部分，且主要是自上而下實現納米加工的6種加工技術之一，而超精密機床加工則主要經歷了20世紀50年代到80年代的技術開創期、80年代到90年代的民間工業應用初期、90年代至今的民間工業應用成熟期3個時期。他還講述了超精密加工在航空航天如高精度陀螺儀浮球、氣浮陀螺和靜電陀螺的內外支撐面、液壓泵和液壓馬達轉子及分油盤、電機整流子、雷達波導管、航空儀表軸承，光學如紅外反射鏡、激光制導反射鏡，民用計算機磁盤、磁頭、非球面塑料鏡成形模、激光印字用多面反射鏡等應用案例。隨后，他詳細介紹了北京機床研究所在超精密加工上的36個方面的內容總結和11個領先的核心技術。在機床的精度從微米級向納米級發展的歷程中，他認為有4項關鍵技術是無法回避的：一是無遲滯的軸承技術；二是高分辨率驅動技術；三是誤差補償技術；四是應用條件技術。北京機床研究所對超精密機床的發展有著起點早、技術延續性好、擁有核心技術以及商品化程度高等特點，譬如JCS-035超精密車床、復印機感光鼓超精密加工機床、SPHERE200超精密球面鏡加工機床、NAM-800納米及超精密車床、SQUARE 300超精密光學表面銑床、GCK感光鼓基系列加工機床等都是其中典范。

原北京機床研究所總工藝師、機械工業部突出貢獻技師金福吉--《精密機床加工應用技術及案例》

原北京機床研究所總工藝師、機械工業部突出貢獻技師金福吉授課

培訓第2天，原北京機床研究所總工藝師、機械工業部突出貢獻技師金福吉做了《精密機床加工應用技術及案例》的演講。金總是全國數控技能大賽專家組組長、副總裁判長，全國職工職業技能大賽專家組組長、評審委員會副主任，全國職業院校技能大賽現代制造技術比賽專家組組長、總裁判長，國家職業技能鑒定高級考評員、鑒定專家，北京市十大能工巧匠、北京市技術能手。

金總認為，現代制造技術的核心是數控技術，如數控加工工藝技術、高速加工、多軸加工、復合加工、微細加工等。他主要從刀具、夾具使用以及工藝方案制定上談起，結合系列工藝案例論證了數控加工工藝技術的重要性；通過一系列的模具加工案例探討了高速加工技術；通過對工作臺旋轉型、主軸旋轉型、主軸和工作臺混合旋轉型的五軸加工中心的剖析，結合五軸加工的工藝案例，如箱體加工等探討了五軸加工技術；通過對復合加工技術的展望以及車模復合加工案例的介紹，探討了復合加工技術；通過對諸如表業夾板類加工夾具實例等探討了微細加工技術。隨著各種新材料、新工藝的層出不窮，他認為，我們只有把數控技術的各個環節做到極致，才能實現現代制造技術的“中國夢”。

北京機床研究所副總工程師、國家機床質量監督檢驗中心主任、教授級高工趙欽志--《精密機床測試評價技術與檢測標準》

北京機床研究所副總工程師、國家機床質量監督檢驗中心主任、教授級高工趙欽志授課

北京機床研究所副總工程師、國家機床質量監督檢驗中心主任、教授級高工趙欽志做了《精密機床測試評價技術與檢測標準》的演講。趙主任主持參加過多項科技攻關項目、科技支撐項目、863項目、質檢公益性項目、國家04重大專項等重要課題，獲中國標準創新貢獻二等獎、機械工業科學技術二等獎等，主編《機械電氣設備安全標準使用手冊》和《機械電氣系統安全標準匯編》及參編《數控設備選用指導手冊》，在機床檢測方面有著豐富的經驗。

數控機床性能測試是提高數控機床內在性能的基礎和關鍵工作，其目的不僅是對機床產品合格與否的判斷，還是驗證機床產品是否達到設計者意圖、滿足用戶需求、商品化的重要工作。趙主任通過對測試評價技術的發展趨勢、相關標準、基本要求和條件、項目以及內容的介紹，讓學員對機床檢測工作有了非常全面的認識。精密機床相關標準目前有82項，其中基礎通用標準15項、車床標準16項、加工中心標準28項、磨床標準23項。測試評價的內容則主要有外觀和參數檢驗、機床空運轉試驗、機床性能試驗、機床精度試驗、安全與可靠性試驗。趙主任認為，企業應不斷建立和完善機床測試與評價體系，方能提升競爭力，而隨著機床技術和制造水平的不斷提升，機床測試技術和測試手段也應隨之提升，讓測量精度更高、測量速度更快，實現智能化測量、三維測量等更是新的挑戰，愿在座的各學員為之努力。

天津大學機械工程系教授、博導張大衛--《數控機床設計關鍵技術》

天津大學機械工程系教授、博導張大衛授課

培訓第3天，天津大學機械工程系教授、博導張大衛做了《數控機床設計關鍵技術》的演講。張教授主要從事機床動力學、超精密定位技術、自動噴涂裝備技術等方面的教學與科研工作，先后住持國家自然科學基金、863項目、04重大專項、天津市科技攻關等課題20余項，發表學術論文150余篇，國家發明專利16項，軟件著作權3項，省市部級科技獎勵4項。

張教授主要介紹了臥式加工中心靜剛度匹配設計方法、整機幾何精度設計方法、整機靜變形誤差分析與檢測、數控機床切削過程穩定性分析。對于靜剛度，他從定義、設計思路、靜剛度鏈組成、設計方法談起，結合對精密臥加整機靜剛度設計的案例，讓學員們有了直觀的了解；對于幾何誤差和精度，他通過介紹幾何誤差建模方法、幾何精度設計方法、幾何精度分析與設計軟件，讓學員們多方位掌握關于幾何精度的設計方法；通過有限元建模、X/Y/Z向導軌靜變形規律分析、精密臥加誤差建模、精密臥加靜態誤差分析與補償探討了整機靜變形誤差分析與檢測；通過介紹切削過程振動的危害和分類、切削顫振現象和分類、再生顫振穩定性、基于再生顫振的銑削動力學模型、銑削顫振穩定性葉瓣圖、模態參數及動剛度對穩定性葉瓣圖的影響規律、應用實例、穩定性切削試驗設計等探討了數控機床切削過程穩定性分析。

北京機床研究所教授級高工張世珍--《高速主軸設計與測試技術》

北京機床研究所教授級高工張世珍授課

北京機床研究所教授級高工張世珍做了《高速主軸設計與測試技術》的演講。張工長期從事高檔數控機床機械設計工作，承擔了04重大專項、863項目、北京市科技攻關項目，尤其是在高速、精密電主軸研制及測試技術、五軸擺頭加工中心整機研制及精度檢測技術、雙主軸臥式加工中心整機研制技術方面具有豐富的經驗，其主持研發的“μ2000/5SS-800H五軸擺頭加工中心”獲2013年機械工業科技進步一等獎。

張工從精密高速主軸的發展趨勢談起，認為傳統的主軸結構無法滿足高速的需求，內裝式直驅主軸是目前的發展趨勢。結合自己工作的經驗，她介紹了電主軸的原理、結構設計的因素，并以機床用的典型高速主軸BT30、BT40、BT50、HSK-A63主軸、高精度亞超精車床用電主軸、高精度車磨復合加工用電主軸為例，講述了這些主軸的結構特性。又從高速主軸單元結構優化設計、高速主軸單元裝配技術、高速主軸單元動平衡技術、高速主軸單元綜合性能測試平臺這幾個角度做了詳細介紹，這些都足以供設計者和使用者在實際工作中參考。

培訓前3天主要是由國內企業、院校專家授課，后續報道本刊記者會在下期奉上，敬請關注。