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国家精密工具工程技术研究中心
精密工具生产力促进中心
中国机床工具工业协会工具分会
中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会
中国机械工程学会生产工程分会切削专业委员会
中国机械工业金属切削刀具技术协会
全国量具量仪标准化技术委员会
全国刀具标准化技术委员会
国家精密工具工程技术研究中心
 
    根据国科计字[1998]012号《关于对一九九七年国家工程技术研究中心组建项目计划任务书的批复》文件精神,一九九八年八月十五日,国家精密工具工程技术研究中心(以下简称工程中心)以机械工业部成都工具研究所为依托正式挂牌成立。
    一、 组建工程中心的背景
    现代机械制造加工技术是先进制造技术的重要组成部分,金属切削刀具和机械量测量仪器统称为工具,是先进制造技术的关键和基础。现代刀具集新材料、切削机理、新工艺、表面处理等各项现代技术于一身,近年来获得飞速发展,对提高加工效率和产品质量、降低成本发挥了重要作用。
    先进刀具和高档量仪有着巨大的市场需求,以轿车刀具为例,一汽--大众年产15万辆捷达轿车,一年所用刀具价值1亿元人民币。到2000年,随着我国轿车产量达到135万辆时,年消耗刀具价值将超过10亿人民币。此外,我国数控加工业的发展,到2000年我国数控刀具的年需求量达到18.5亿元人民币。全国每年用于进口高档量仪的费用约2500万美元。从国外看,世界上的轿车大国也都是刀具大国,其轿车刀具在整个刀具产业中的份额达到30%-40%。据统计,由于刀具配套等方面的原因,我国数控机床的平均利用率只有发达国家的37%。目前国内引进轿车生产线和数控加工所用的刀具以及高档量仪大部分依靠国外,这不但造成了严重的浪费,也制约了民族工业的发展,不能不引起我们的关注。
    我国工具行业通过"六、五"、"七、五"、"八、五"的技术引进和技术改造,也形成了一定的刀具和量仪的生产制造能力。据九个行业重点企业的不完全统计,共引进了近7000万美元的各种装备。这些装备也为国内机械、汽车工艺提供了一定数量的先进刀具。正是由于分散引进和开发能力不足等原因,引进的装备和技术未能充分发挥作用,生产规模不大,难以为轿车工业和数控加工业提供成套高效精密刀具和高档量仪。在此情况下,外国公司乘虚而入,占领了我国先进刀具和高档量仪的大部分市场,现在国内引进轿车生产线的刀具绝大多数依靠进口。
    我国在刀具和量仪的研究、设计、开发等方面具有相当的实力,经过科技攻关和开发,整体水平有较大的提高,有些成果已接近或达到世界先进水平。机械工业部成都工具研究所凭借在刀具材料、设计、工艺和表面处理上的综合优势,为宝山钢厂和天津钢管公司开发高精密石油管螺纹梳刀,成功地替代了进口;其"弧锥齿轮测量技术及其装备"向世界著名的齿轮公司Klingelnberg的技术转让等事例说明中国刀具和量仪是有能力在与国外公司的竞争中占有一定位置的。可是由于观念、机制和手段、知识产权难以保护、科研投入不足等方面的原因,使产、学、研脱离,成果的二次开发和工程化的周期长,阻碍了科技成果及时有效地产业化和商品化,也就难以实现科技是第一生产力的作用。
    综上所述,我国工具行业的技术水平和综合实力与国外相比还有较大的差距,但通过四十多年的建设也具备了一定的基础。为振兴民族的工具工业,为国民经济重点产业服务,冲破观念和机制上障碍,加强产、学、研的结合,加快成果工程化、产业化的步伐,把工具行业的力量组织起来为国民经济重点产业服务是目前工作的当务之急,就在这种背景形势下,形成了一个完整的组建国家精密工具工程技术研究中心的思路。
    二、 工程中心的组建方案
    按照国家科技部关于加强产学研的结合,加快成果的二次开发和工程化、产业化进程为要求,根据工具行业的实际情况,成都工具研究所依靠行业骨干厂和重点用户,联合高校与国内外知名企业,以有限责任公司为形式组建了国家精密工具工程技术研究中心。探索市场经济条件下科技与经济紧密结合,加速科技成果转化的新机制,组织全行业的力量为国民经济重点产业服务,推动工具行业的科技进步和产业结构的调整。
    工程中心以资产为纽带,把上下游单位的用户联系在一起,把高校、研究所的人才优势和企业的装备优势结合起来,加快成果为二次开发和工程化进程,提高工具行业为国民经济重大项目提供成套先进刀具和高档量仪的能力,把分散引进所形成的加工制造能力组织起来,从研究→开发→生产→使用→服务的各个环节下,全方位地为国民经济支柱产业服务。
    三、 依托单位基础条件
    成都工具研究所是我国工具行业唯一的综合性科研机构,主要从事金属切削刀具、精密量仪两大领域的共性技术研究及高档技术产品的开发和生产。专业领域包括刀具方面的新材料、切削理论、复杂刀具CAD/CAM、刀具制造工艺及专用装备,刀具表面处理技术;量仪方面有测量原理、传感元器件、测量软件和大型精密测量仪器的研究和开发等。
    全所职工980人,其中专业技术人员505人,高级技术职称107人,三人获国家有突出贡献中青年专家称号。成都工具研究所还是国家刀具产品质量监督及检测中心、成都工具检测研究所、中国机械工业金属切削刀具技术协会、工具行业协会、机械量测试学会的挂靠单位,由国家投资建设的金属切削数据库和联合国援建项目"精密量仪研究开发中心"皆设于此。
    成都工具研究所建所40年,承担国家、部、地方大量的科技攻关和科技开发任务。自全国科技大会以来,我所获省级以上科研成果98次。这些具备国际国内先进水平的成果和新技术在行业内外广泛推广转让,促进了我国工具工业的发展。
    四、 工程中心的目标
    工程中心的主要目标是以市场为导向,在借鉴国外先进技术和提高工具成果工程化能力的基础上,重点突破数控自动化加工急需的高效精密刀具的精密量仪的关键技术,不断地进行工程化研究开发和成果转化,以工具成果工程化研究为中心,联合上下游单位形成既有技术优势和研究开发优势又有中试生产和实行技术开放服务的我国精密工具工程技术研究中心,带动全行业的科技进步和新产品的发展,全面提高我国切削加工和机械量测量的技术水平,成为推动我国先进制造技术发展的工程中心。
    五、 工程中心的任务
    1、 工程化技术的研究开发
    根据我国工具行业的实际,围绕数控加工和轿车工业的需求,以轿车、数控刀具国产化率50%为目标,确定工程中心的任务:
    刀具材料的开发
    工程中心刀具材料是针对轿车缸体、连杆、曲轴、齿轮、传动轴等零件的毛坯材料和切削参数开发车、铣类硬质合金牌号和涂层基体,按一汽--大众的要求,国产刀具材料的性能达到进口刀具的80%-90%。
    涂层装备、牌号及工艺的开发
    工程中心的涂层工艺技术与装备开发室将在现有的基础上提高CVD、PVD涂层工艺水平,开发TiAlN、MoS2等新涂层牌号和PVCD大型涂层装备,促进我国硬质合金涂层刀具的比例从现在的10%提高到20%左右。
    新型刀具及其CAD/CAM的技术开发
    工程中心与江苏理工大学共同承担轿车工业用典型刀具包括缸体大平面密齿铣刀、缸孔精密镗刀、曲轴车拉刀、铝合金件高速镗、铣刀、差速器壳体、球面镗刀以及缸盖汽门座、导管孔复合镗刀等刀具的HSK刀具柄部动态刚度试验技术、轿车刀具动平衡与复合技术以及刀具的部分CAD/CAM软件等方面的进行开发。
    光电和激光传感器
    工程中心与西安理工大学合作重点开发激光干涉仪,西安理工大学承担激光声光调制技术的研究,工程中心进行单频激光干涉仪及应用软件的开发,仪器分辨率为0.005μm,测量速度300-500mm/s。
    大型量仪及工位量仪技术
    工程中心与西安理工大学承担量仪误差修正技术、量仪可靠性技术、三坐标测量机及齿轮测量中心、主动量仪笔式传感器等共性技术的研究。工程中心将发展齿轮整体误差测量理论,提高国产齿轮量仪的可靠性和应用范围。
    2、 开放任务
    工程中心坚持向全社会开放的原则,实行技术开放和人员开放。技术开放就是加强工程中心开放试验室同各大专院校、科研院所、企业之间的联系,共同参与工程化研究的全过程,把技术带进来,通过工程中心的工程化加工形成生产型产品,推广到生产厂。工程中心和企业之间在相互协作中共同提高。
    · 承担国家下达的精密工具基础、共性技术的工程化开发任务,联合并组织上、下游单位共同实施,不断提高我国精密工具基础技术的工程化水平。
    · 发挥行业整体优势,由工具行业共同承担国家重点工程急需的任务,其它成套工程及引进消化任务,将自行开发或联合上、下游单位委托开发和分包。
    3、 中试生产
    工程中心的开发室、中试部及其下游单位从事中试生产任务,对金属切削刀具和精密量仪和工程化技术进行推广应用。工程中心的产品如双频激光干涉仪、新型齿轮量仪、涂层装备和技术等,还有下游单位的中试产品如轿车刀具等,将分别达到或接近国际先进水平,从而对工业行业起到工程化成果的示范作用。中试生产成为工程中心实现经济上的良性循环的重要手段。
    六、 工程中心重点试验室配置
    数控刀具开发室
    该室的主要任务是针对工具行业发展数控刀具和轿车刀具以及工程中心中试生产的主导产品的需要,开发CAD/CAM技术和应用软件,使刀具开发的工程化技术建立在计算机应用技术的基础上。
    刀具材料开发室
    该室的主要任务是开发硬质合金材料新牌号并从事制造工艺的工程化研究,在下游企业实现批量生产,该室同时直接提供高性能的材料用以制造刀具。
    涂层工艺及装备试验室
    该室集涂层工艺装备工程化开发和中试生产为一体,主要任务是开发刀具PVD、CVD、PCVD涂层工艺技术及装备并就具体的涂层工艺进行工程化研究。在此基础上以技术转让方式承接工具厂涂层车间成套建设项目,推广涂层技术,提高产品性能;同时进行中试生产,逐步建成专业化涂层中心,开展对外服务工作。
    量仪传感器技术开发室
    该室以发展激光干涉仪及其测量技术和应用为主,开展CCD光电传感器的研究,并进行测量误差修正技术和应用软件的开发,进行激光干涉仪的工程化研究和中试生产。
    精密复杂量仪开发室
    该室的主要任务是开发以齿轮量仪及其系列产品为主的大型精密量仪,包括圆柱齿轮测量仪、锥齿轮测量仪、滚刀检查仪、蜗轮副检查仪、齿轮测量中心、精密丝杠检查仪和凸轮轴、曲轴检测仪等,并进行精密量仪轴系、导轨等关键工艺的工程化研究以及精密量仪应用软件的开发,重点用户生产线成套测量技术及测量仪器的开发。
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