輕輕點擊按鈕，兩個砂輪飛速運轉，短短150秒，一個汽車發(fā)動機的關鍵零部件“曲軸”便華麗下線。昨天，本報記者獨家見證了中國機床歷史性的一刻。為了這短短的150秒，中國的機床產業(yè)艱辛探索了幾十年。
當天，由上海機床廠有限公司研發(fā)制造的“MK8220/SD雙砂輪架數(shù)控切點跟蹤曲軸磨床”順利下線，發(fā)運上汽通用汽車有限公司浦東金橋基地生產線投入生產。從此往后，這臺“上海造”曲軸磨床將與“德國造”磨床同臺競技。這也是國內第一臺能夠進入汽車主機廠發(fā)動機生產線的磨床。
工業(yè)母機“皇冠上的明珠”
磨床是“工業(yè)母機”機床的一個細分領域，所有的工業(yè)零部件最后都要經過磨床加工程序實現(xiàn)精度，因此也被譽為工業(yè)母機中“皇冠上的明珠”。目前，國內一年市場交易額大約在90億元。上海機床廠有限公司總經理石光表示，磨床市場容量雖小，但至關重要，不可或缺。
作為中國機床廠老牌企業(yè)，上海機床廠就是靠磨床起家，其高精度在業(yè)內知名。目前，除進口外，其占據了國內企業(yè)市場份額的30%。“慢工出細活”一直是上海機床廠的優(yōu)勢。但隨著下游用戶的需求，效率也必須要提升。
效率和精度的平衡在國內磨床行業(yè)一直是一道難題。但上海機床廠在轉型中發(fā)現(xiàn)，如果不能提高效率，國內磨床永遠處于中低端，無法打入高端市場。數(shù)據顯示，目前國內汽車發(fā)動機生產線所有磨床全部進口自德、美和英三國。“以前慢慢做能夠做到幾個μ(1μ相當于0.001毫米)的精度，但效率不高，社會效益不能凸顯。”上海機床廠常務副總經理吳曉健說，既要精度又要效率，還要保證可靠性，這對上海機床廠是一個挑戰(zhàn)。
憑借幾十年的積累，不甘于中低端市場中沉淪，上海機床廠轉而向國際一線磨床對標。2013年，上海機床廠啟動“汽車發(fā)動機生產線用數(shù)控曲軸磨床、凸輪軸磨床”國家科技重大專項，為上汽通用發(fā)動機曲軸生產線度身打造的MK8220/SD產品就是其重大成果之一。該機床從機械設計、電氣設計、流體系統(tǒng)和關鍵的軟件開發(fā)全部由上海機床廠自主研發(fā)，整機涵蓋了數(shù)控曲軸磨床整機設計制造技術、在線測量裝置與誤差補償技術、高效磨削工藝以及智能化專家?guī)燔浖_發(fā)技術等。
石光告訴記者，它的最大亮點是在確保加工圓度2μ的同時，單檔加工節(jié)拍不超過17秒，整根曲軸加工時間少于3分鐘，與國際同類產品先進水平比肩，其磨削精度與效率已達國際頂尖水平。在中國工業(yè)機械聯(lián)合會副秘書長李冬茹看來，該磨床的最大亮點是在一次裝夾下兩個砂輪架同時磨削所有的曲軸主軸頸和連桿頸，同時機床的高精度、高效率以及良好的動態(tài)響應均達到用戶對發(fā)動機曲軸精密加工的苛刻要求。
縮小2μ誤差花了3個月
這臺磨床是幾代“上機人”的夢想，也切實展現(xiàn)了“上機人”的工匠精神。據悉，整機裝配花了半年，但后續(xù)的精度、可靠性等系統(tǒng)調試就用了1年多時間。精度是上海機床廠從來引以為傲的，但這次真正認識到什么叫“失之毫厘，謬以千里”。在現(xiàn)場，石光向記者透露了一個小細節(jié)：在曲軸打磨時，需要機床的卡盤首先卡住曲軸頸，剛開始卡死的瞬間跳動有3個μ，但就是連頭發(fā)絲十分之一都不到的誤差也不符合要求，因為這個誤差將直接影響曲軸打磨精度。為了將震動降低到1μ以內，試驗了數(shù)十種方案，前后花費3個月。
對于大規(guī)模的汽車制造來說，沒有速度就不會有效率。這也是以往中國機床很難進入汽車關鍵零部件領域的重要原因之一。石光說，“以前國內精密機床不講速度，也根本談不上速度，因此想進入汽車領域基本是天方夜譚。”而上海通用要求是3分鐘磨出一根曲軸。實際上，MK8220/SD磨床速度達到150秒，所有標準完全滿足美國機床考核要求。
這臺機床研發(fā)過程中，上海機床廠收益很大，完全顛覆了國內機床企業(yè)對汽車用機床的概念。從曝光的產品驗收過程看，其無疑給國內機床行業(yè)以極大震撼。首先要連續(xù)開機48小時，馬上停下檢查48個監(jiān)測點，所有監(jiān)測點數(shù)據都要符合冷卻、油溫、壓力等等要求。其次，48個監(jiān)測點合格后，先磨一根檢測，合格后再磨5根，再磨50根，隨后馬上停機。經過一晚冷卻，次日一早在冷車狀態(tài)下再磨一根，以此檢查機床冷熱車狀態(tài)下的穩(wěn)定性。“這個過程在我們看來簡直不可思議，以前的機床從來沒有這樣做過。”石光說。
同時，為了使整個機床垂直和平衡度保持在5μ以內，上海機床廠更是耗費4000萬元從國外采購了數(shù)控龍門銑床，專門加工床身。這對于調整轉型中的上海機床廠來說算得上天文數(shù)字。
從承擔重大課題到為上海通用量身定制磨床，上海機床廠技術積累的溢出效應也逐漸顯現(xiàn)，現(xiàn)在包括大眾等其他汽車廠商已經有意簽訂訂單合同。
據悉，上海機床廠的這臺磨床售價約700萬元，比進口設備低300萬元左右，為打破國外壟斷邁出堅實的第一步。“相信隨著上海機床廠設備投產，國際同類進口設備售價將會大幅下降。”李冬茹說，這對國內利潤率越來越低的汽車行業(yè)來說無疑是重大利好，同時將大大提升我國對汽車關鍵零部件的加工能力。
遺憾，關鍵零部件60%靠進口
通過這臺機床的研發(fā)，上海機床廠掌握了汽車發(fā)動機曲軸磨床的系統(tǒng)設計和核心技術。但在石光內心，一直有一個很大遺憾：從控制系統(tǒng)到鋼管、液壓件，甚至是橡皮管、密封蓋，整個機床60%的零部件靠進口。“液壓器上一個小小的油封國內企業(yè)都做不好，采用國產貨不久就會漏油，壓力就會發(fā)生變化，打磨的動作就會變形進而影響精度。”這也凸顯出我國在一些基礎工業(yè)行業(yè)能力的不足。
這些行業(yè)，在很多企業(yè)和地方政府看來，規(guī)模小，無法帶來規(guī)模收益，國內也沒企業(yè)靜下心來做，長期被遺忘在角落。“如果我們的關鍵零部件能夠實現(xiàn)國產化，整個機床成本還將大幅下降，未來與國際巨頭抗衡的底氣也會更足。”石光說。
其實，上海機床廠這次向高端轉型的“試水之戰(zhàn)”，起初也曾存在猶豫。“轉型反而要投入巨資，風險難測。”但作為中國磨床龍頭老大，上海機床廠深感，行業(yè)雖小但有責任去推動行業(yè)深度發(fā)展。特別是作為扎根上海的國企，不但要提升自身產品能級，同時也要有為上海工業(yè)制造業(yè)提供高端基礎裝備的能力。
據了解，目前上海機床廠上?；貎鹊蔫T件、熱處理、電箱、包裝等初級加工已經全部砍掉。隨著低端整機整體外遷，上海機床廠的人員和生產組織結構也在發(fā)生蛻變，開始向數(shù)字化、智能化、高端化發(fā)展。按照計劃，未來依托目前的曲軸隨動技術，上海基地將集中精力提升裝配和高端產品研發(fā)能力。
近兩年，上海機床廠開始將部分產品生產向外地轉移，由其提供技術、檢測、銷售、售后服務等，當?shù)仄髽I(yè)負責生產，效益已開始逐漸顯現(xiàn)。據石光透露，今年2月底，江蘇某工廠開始正常供貨，至3月底共生產傳統(tǒng)磨床100臺，毛利率達到28%。但如果傳統(tǒng)機型在上海生產，每月盈虧平衡點為104臺，少做一臺就虧1.2萬元，現(xiàn)在轉出去，反而活了。一方面人力成本下降，另一方面民營企業(yè)生產效率高，執(zhí)行力更強，相對提升了產品競爭力。
身處制造業(yè)，最忌諱的就是浮躁。石光說，“真正的高端機床，靠的就是研發(fā)和精益求精的工匠精神，類似MK8220/SD 磨床，一年生產能力基本在2臺，沒有經驗，缺乏真正的‘匠人’是完全做不來的。”
