【大國工匠】師徒搭檔創新機床 助關鍵裝備國產化
活用數字技術助精確加工 反覆調試攻克裝配難題
機床（用於加工工件的動力裝置，為機械零件製造過程中的重要設備）被譽為「工業母機」，是製造業安全發展的保障，也是我國製造業智能化、攻高端的重點領域。在有着「中國機床搖籃」之稱的通用技術集團瀋陽機床有限責任公司（簡稱通用技術瀋陽機床），一批新型數控機床正在實現升級迭代。
親身參與了多款搭載國內首創技術數控機床研發設計的「85後」張揚坦言，國產機床由大而強的過程沒有「彎道超車」的捷徑，只有在生產線上反覆攻關的努力。張揚是通用技術瀋陽機床設計研究院設計員，在與師父、瀋陽機床資深技術專家嚴昊明搭檔的十年裏，師徒倆實現了應用於高鐵、能源動力等重要領域的諸多技術突破，填補了變形補償加工技術等多項國內相關領域的技術空白。「我們從沒有什麼驚天動地的故事，真正的技術突破都在於長年累月的堅持中。」 ◆香港文匯報記者 于珈琳 瀋陽報道
誕生了新中國第一台臥式數控車床、第一台搖臂鑽床、第一台自動車床等多個行業「第一」，瀋陽機床曾為我國裝備製造業發展壯大作出了重要貢獻。在2019年實施戰略重組後，瀋陽機床在2022年實現扭虧脫困。幾年間，一大批高端數控機床設計及製造等核心關鍵技術在這裏誕生，張揚和師父嚴昊明就是這些技術攻關背後的重要參與者。「我們的責任就是實現關鍵裝備國產化和技術的自主可控。」如今已成為嚴昊明勞模創新工作室帶頭人的張揚直言，研發工作的特殊性決定了每天面對的都是未知數，多年來一直承擔着國家重要領域重大項目配套機床的設計生產工作，他深知身處裝備研製第一環節的責任和壓力。
個半月完成高鐵零件機床設計任務
「我們的角色其實是貫穿整個設計製造環節的。」從設計到之後的工藝編製、加工裝配環節，張揚師徒都要以高度的緊張狀態參與其中。「哪裏有技術難題，我們就要火速處理，可以說每一天都在面對技術改進和創新。」「救火隊長」也因此而得名。2019年，當一項關乎高鐵零部件國產化的機床設計任務擺在眼前時，張揚和師父嚴昊明又一次接受了挑戰。「這是一次規格巨大、工期很短的全新設備的設計研發。」在當時，高鐵車廂大型結構件的生產製造完全靠進口機床，國產高鐵大型結構件在製造環節處於瓶頸的局面亟待解決。這一全稱為龍門移動式五坐標聯動加工中心的重大項目，需要在短短一個半月的時間裏完成設計。
張揚師徒面對的是一個龐然大物的誕生。「62米長、4.5米寬幅工作台」的設計在當時毫無經驗可循。「更大的挑戰在於，壁厚僅有1.5-4毫米的鋁合金毛坯零件在機床加工時極易產生複雜變形。」憶當年，張揚和師父仍能感受到那種巨大的壓力。「毛坯單價很高，一旦因為變形量過大導致加工後的零件壁厚不均勻甚至破損，都會讓零件報廢。」這時，數字化技術為張揚打開了全新的思路。「在加工之前，通過系統控制測量裝置對工件進行表面採點，並通過算法勾勒出『全息圖像』，生成圖像數據，在之後的加工過程中，數控機床就可以直接調用這些數據，對刀具中心點位置進行實時補償，在保證加工精度的同時保證壁厚一致性。」毛坯變形補償加工技術就此誕生，搭載這項創新技術的龍門移動式五坐標聯動加工中心項目，也成為當年遼寧省首台（套）重大技術裝備。
解決了設計階段的重重難題，在加工工藝、裝配等環節的挑戰依然存在。「因為超長的床身，我們在安裝環節也遇到了難題。」共有8段的床身，需要通過導軌來連接安裝，而安裝導軌的精度就決定了機床的精度，也就決定着國產高鐵的製造品質。「如何讓這8段床身的接縫處無限趨近直線？」張揚用拼積木的比喻講解道，「如何保證兩塊積木能完全對齊？這就涉及機床中一個非常關鍵的指標——直線度。」這項指標也將決定後續工件的直線度。「反覆調試、反覆測量……」張揚突破了「成組加工」的難題，通過新工具的研發實現了直線度指標的要求。
感受到製造業各環節急需人才
「反覆訣」是張揚的工作常態。「因為機床加工對環境溫度、濕度等非常敏感、要求很高，很多時候一項工作我們要保證在每一天的相同時段去完成，日復一日。」從參與企業的重大項目到關乎國家安全的重點項目，張揚從2012年畢業後就師從嚴昊明，進入到生產一線的研發設計中，為數控機床國產化打造「中樞大腦」。至今，在他與師父的聯合攻關下，以創新工作室為載體，已實現了生產技術創新260餘項。
「目前，我們也在機床智能化這一領域做一些前瞻性的研究開發，包括狀態監控及早期故障診斷、數字孿生、加工工藝參數自適應調整等。」在機床智能化的全球趨勢下，張揚倍感緊迫。特別是在2021年被錄取為通用技術集團與上海交通大學聯合培養博士項目的首批博士，他也愈發清晰地認識到在國產機床攻高端的過程中，在研發、生產等製造業各個環節對人才的需求。「既需要某一領域的專家技術型人才，也需要像我這樣起到跨界橋樑作用的通才，能夠聯合更多技術能手、技術專家的力量，為國產機床自立自強聯合攻關。」
