中捷机床有限公司是沈阳机床（集团）股份有限公司的重要成员之一，2011年完成产值15亿元，是沈阳机床集团中机床技术水平最高、单台价值量最高、人均贡献率最高、机床数控化率最高的骨干企业。作为中国最大的数控卧式铣镗床（加工中心）、数控龙门铣镗床、大型数控动梁龙门镗铣床、数控龙门铣钻床以及5轴加工中心制造基地，中捷机床近年来为国防军工、航空航天、风能发电、船舶、冶金、汽车机车、石化、工程机械等行业提供了优质的成套设备。然而，能够跻身代表金属切削技术最高水平的航空航天制造领域，绝非一蹴而就，中捷机床在其登峰之路上，也历经了坎坷和阵痛。

2005年，刚刚从中科院沈阳自动化所博士毕业的贺鑫元来到沈阳机床报到。当时的沈阳机床集团倡导自主创新的理念深深地激励着这位年轻的工科博士，也给他提供了最好的历练的机会。如何使中捷机床在代表高端制造业的航空航天和能源领域占有一席之地成为贺鑫元当时面临的挑战。之后的几年，他的努力次第开花，由中捷机床研发的FBC200r落地铣镗加工中心等一批大型、重型机床一经投放市场，就得到了用户的青睐。

就在本刊记者采访沈阳机床集团中捷机床有限公司副总经理贺鑫元博士之前，他刚从成飞参加完“高档数控机床与基础制造装备国家科技重大专项”用于钛合金航空结构件加工的5轴联动加工中心的课题验收会回来。在这次验收会上，以卢秉恒院士为首的技术专家对中捷机床的VMC25100u高速AB摆5轴加工中心给予了充分的肯定和优秀级的评价。在成飞的生产车间，第一次有中国自主品牌的机床比肩国际高端机床品牌，在钛合金复杂航空结构件的加工中表现出色。这是中捷机床践行自主创新的里程碑，也是沈阳机床率先攀登尖端机床技术高峰的巅峰之作。为了这一天，贺鑫元带领他的技术团队经过了4年的探索和研制，他们的登峰之路并非一路坦途。

登峰之路的艰辛

“十五”末期是中国航空制造业开始加速发展的时期，各大飞机制造厂对加工设备的需求激增。然而当时的中国机床产业还不能提供给航空制造领域所需要的高端机床，这一市场几乎完全是国外品牌的天下。飞机零件因其结构、材料、重量、精度等方面的特殊要求，大都需要大型5轴机床一次加工成形，能够在这一领域崭露头角是机床厂商技术实力的象征。

“十一五”期间，国家发改委开始鼓励并要求国内飞机制造厂优先购买自主品牌的生产装备。事实上，并非航空企业不愿意使用国内机床，而是能够满足航空零件加工的国内品牌机床凤毛麟角。此外，航空零件的加工对机床的可靠性要求极高，任何一个零件的瑕疵，都会成为飞机安全的隐患，加之飞机制造厂逐年递增的生产任务，对机床的选择非常谨慎。近年来，随着钛合金材料在飞机中大量使用和采用“整体结构”特征的飞机结构件加工工艺的要求，面向钛合金复杂空间曲面加工的AB摆5轴加工机床成为飞机制造厂必需的生产装备，然而这对于国内机床企业仍然是技术瓶颈，谁来首先攻克这一技术难关？

中捷机床VMC25100u高速AB摆5轴加工中心

2007年，成飞做出了一个重要的决定，主动向中捷机床伸出了橄榄枝，将7台AB摆5轴加工机床的订单中的2台给了中捷机床。回忆起当时的情景，贺博士说：“一是因为作为行业龙头的沈阳机床多年的技术储备，另一方面是国家的政策导向，我们也要感谢成飞的充分信任，给予我们一个向尖端技术冲击的契机。”是幸运还是责任，是机遇还是挑战，抑或是沈阳机床本应该承担的历史使命。而这一重任，落在了年轻的贺鑫元身上。

没有技术来源的渠道，没有行业专家的指导，贺鑫元带领中捷机床技术开发部只能通过模仿国外同类机床，消化吸收再制造。然而，一年后的样机VMC25100u并不尽如人意，由于加工的试件“不合”，成飞验收的结果是不合格。贺博士对当时的情景记忆犹新：“当时我们已经觉得模仿的比较细了，但是因为没有检测5轴机床的标准，还有好多东西我们的技术存在缺陷，比如装配手段以及国内的配套能力。并不是模仿得一模一样的机床就能加工出一样的结果，而且有些指标差距很大。”因为不知道问题出在哪里，找不到问题的解决办法，这一项目在2008年年底暂时停滞了。

产学研合作结出硕果

转机出现在2009年。工信部组织“高档数控机床与基础制造装备国家科技重大专项”的实施，作为国内首台用于钛合金航空结构件加工的5轴联动加工中心的研制，中捷机床VMC25100u项目获得了国家1100万元的资金支持。更为重要的是，在产学研相结合的模式下，中捷机床开始了与成飞和天津大学共同攻关的进程。

钛合金的加工相对铝合金是完全不同的切削工艺。如果说铝合金的加工是主轴在高转速和低扭矩下的轻切削，那么钛合金的加工则需要主轴的低转速和大扭矩，比如加工钛合金需要主轴扭矩达到1000Nm。这就对机床的刚性、定位精度以及主轴性能提出了更高的要求。经过成飞、中捷机床和天津大学三家对VMC25100u进行“会诊”之后，贺鑫元带领他的团队开始了第二台样机的研制。与成飞的合作帮助他触及到了第一台机床问题的核心，也认识到产学研相结合对于加速发展中国机床工业的必要性。贺鑫元说：“本来机床厂商应该成为用户的‘工艺师’，但是对于航空航天行业，用户比机床厂更懂得工艺，尤其是飞机制造厂，他们见过大量的高端设备，因此他们对机床的理解比我们更深刻。所以我们要想追赶国外先进水平，必须和飞机制造厂紧密地沟通和联系。”

成飞的专家根据长期使用5轴机床的经验，对第二台VMC25100u的改进提出了意见，他们认为第一台机床的不成功与某些结构面的刚度不够有关，建议增大接触面积以及导轨等功能部件的尺寸。天津大学则通过动态测试、静态测试，从理论上论证了成飞的专家意见。2010年年底，优化后的第二台VMC25100u高速AB摆5轴加工中心在成飞的预验收中，试切样件的质量达到了国外同类机床的水平。2011年，这台机床已经开始应用在成飞的生产车间，结束了航空行业加工“S”试件没有国内自主品牌机床的历史。

贺博士欣喜地告诉记者，“十二五”期间，中捷机床的VMC25100u还将陆续装备成飞、西飞和洪都，这一产学研相合作的成功案例和研发模式已经形成由点到面的示范效应。成飞的用户也坦言：“国外的设备的确存在一个服务的响应问题，而相对来说，沈阳机床就在我们身边，服务能跟得上，我们更愿意使用民族品牌的机床。”

和中国航空航天工业一起腾飞

未来10～20年，仍然是中国航空航天业快速发展的黄金时期。如今，中捷机床能够为航空航天制造企业提供完备的面向铝合金加工的大型、重型机床、面向钛合金加工的AB摆5轴加工中心以及面向飞机装配的生产线，广泛应用于航空结构件、长征系列火箭的火箭筒的加工。比如面向铝合金加工的GMC2590u等系列桥式高速5轴加工中心采用桥式龙门框架结构，配备A、C双摆铣头，两侧均为双伺服电机驱动，具有良好的定位精度和稳态响应特性；刚性好、承载大，通过5轴联动实现对空间任意方向孔、面及复杂型面进行精加工；主轴转速高达24000r/min，扭矩可达87.5Nm，机床快移速度可达30m/min，主轴设有恒温冷却装置，确保精度稳定。GMCu系列机床涵盖工作台宽从1m到5m，长度则可以延伸至满足客户要求。

对于钛合金航空航天零件的加工，贺博士认为中捷机床还处于起步阶段，VMC25100u在加工效率方面与国外机床相比还有差距，而且从样机到批量装备航空企业，需要做的事情还很多，实现产业化是下一阶段中捷机床最主要的任务。但同时，提高中国自主品牌机床的整体水平并非单方之事，行业配套能力，功能部件的发展如何能和整机的发展同步是关系到中国机床未来发展的重点也是难点。贺鑫元说：“要扭转中国机床制造业落后的局面，最根本的是在机床企业工艺水平提升的同时，建立水平相当甚至更高的功能部件产业群。”

一种矢志不渝的信念，一个创新不息的未来。中捷机床将伴随中国航空航天工业的腾飞继续推陈出新，在与用户跨界的合作中淬炼民族品牌的机床巨擎，成就沈阳机床集团“为制造而创造”的愿景。贺鑫元博士也将迎接他在探索机床尖端技术的道路上的辽远飞翔！

我们要想追赶国外先进水平，必须和飞机制造厂紧密地沟通和联系。