“十一五”期间我国机床工业的技术进步
第一个进步体现在我国机床数量的增长和整机制造与设计的进步。现在我国机床产量大概有60~70万台,预计2010年数控机床产量就将达到20万台,这在五年前是不可想象的,增长了十几倍,五年前我们还不到5万台。另外,数控机床的结构发生了很大的变化,五年前是经济型,或者叫做简易型的较多,现在是中高档的,我们叫普及型的占了主导地位,即使是经济性的,在性能上也做了很大的改进。只是高档机床的发展还不十分的理想,但比起五年前在品种的覆盖面上已经有了很大进步。具体的来说,高档的就是一些大型的、重型的,过去在重型上我们依靠的是国外的,现在我们基本上靠国内了,比如落地镗铣床、龙门铣、大型轧辊磨床、卧车等等。在过去,这些高端产品靠进口,主要靠德国和日本。现在,在机床产品数量上,我们占的比重很大,但是从档次上来看,在高档部分,我们还没有完全达到国际先进水平。另外,在高精产品方面,我们取得的成就也比较大,现在我们已经有纳米技术的机床了。在精度上,我们比过去提高了20%~30%;在高速上,五年前,我们的进给速度大概在15~20m/min,现在30~40m/min的比较多了,个别的能做到60m/min。这是我国金切机床在精度、速度、高效方面取得的成绩。至于效率方面,主要体现在机床加工时的刚度上,设计制造的刚性要有所提高,它才能进行大功率的切削,主机这一块一定要保证高刚性,现在来看,我国机床设计已有很大的进步。过去,我们在设计上底数有限,就是“知其然,不知其所以然”,过去我们只知道加强筋,不知道为什么加筋,加多少,都不知道。现在,通过设计软件的开发、机床人才的引进、自主设计的理论和实践,设计能力增加很多,实践上也具有创新性了。同时,我们在模块化设计上,也都使用三维了,提高很多。我们在量上、性能上的进步,开始反映到内部的进步,就是设计和工艺上的进步,这是实质性的提高,这方面是十分重要的,我们在创新上的发展就显得十分的重要。
第二个进步就是机床的应用领域拓宽并实现专业化覆盖。过去我国生产的机床面不集中,就是大众化,都是要求不高的领域,现在我国机床服务的领域开始重点突出。比如过去我们主要为农用车服务,现在大多为轿车、大中型高档客车服务,这其中的要求差的很多。汽车技术进步很快,过去是大批量生产、车型少,现在车型很多了,2009年我国推出的新车型达到创记录的220种之多,这对机床的柔性、灵活化的要求非常高了,这方面我们有进步,但还是有差距,不过我们起码在汽车行业,包括汽车零部件的制造,我国机床已经渗透的非常深了。应用领域最能体现机床的水平,机床本身需要多品种来体现批量,不同的客户对相同型号的机床可能要求还不一样,这就要求机床行业加强自身的应变能力。这几年,我国机床技术发展很快,主要体现在汽车和发电设备制造上,特别是叶片加工,实际上这是最难的加工技术,以前都是靠国外,现在我国机床已经攻克了叶片加工难度,特别是大的叶片,例如90mm的叶片,我们已经都能制造了。所以我们很欣喜的看到,国内的发电设备企业已经开始应用国产机床了,效率和精度都能达到设计要求。
另外,在其他应用行业,对机床的要求均有不同特点,如军工上,要求机床的品种和精度要比较高;船舶上,要求机床比较大,特别是低速大功率柴油机的曲轴加工要求承重大又要高精度,况且曲轴材料的加工比较难,它的刀具及其支撑的技术难度比较大,现在我们可以自己做了;还有,就是我们机床行业自身用的设备,要求也比较高,现在我们已经可以用中国装备装备中国了。现在很多的机床厂,都自己武装自己,也就是自己做设备自己用,尽管高精和高速的性能要求比较多,但在技术上都基本上可以自我满足了。所以,我国机床在服务领域的提高首先从机床行业本身的应用就可以体现。
第三个进步就是在功能部件上的进步。现在机床技术的发展趋势很明显,一是复合化;二是高精、高速化。机床的功能,并不是完全靠主机就能完成的,很多的功能要靠功能部件才能完成。这个趋势80年代在国外就有了,只是当时我们做起来比较难,比如数控系统,国外还有很多对我们实行限制,因为数控系统是机床的大脑。所以,大力发展数控系统不管在什么情况下都是正确的。我国数控系统起步较早,但是进步比较艰难,应该说,现在我们在这方面也取得了一些进展,只是指令群上,就是数控系统的性能和适用性还有差距,在“十一五”期间我们做了一些努力,现在来看,我们的数控系统已经能满足一些基本的需要了,虽然现在还有一些人不认可,但是我觉得这已属不易了。因为现在有些行业,国外的品牌占领的时间已经很长久,要进入这个市场,除了性能,质量要达到要求,要保证可靠性。2010年我国生产的数控系统大概13万套,但中高档的比例还不很理想。
此外,我国在滚动功能部件上取得的成就还是不错的,如丝杠、导轨,主要的就是满足了高速、精度和大型的要求,可以说,经过“十一五”的发展,现在这方面我们跟国外的差距不大了。过去大型的导轨、滚珠丝杠我们做不了,原因就是原来我们的机床不行,机床最多只能做到3~5m,现在我们能做到8m。还有就是做的太长了,有一个粘接技术,过去粘接技术我们过不了关。总体而言,我们在功能部件上差距还是有的,品种比较单一,像换刀系统、直线电机等高端技术产品都比较匮乏。
第四个进步是我国数控机床在成套生产线上取得了进展,这其中也包括一些软件,称之为工艺成套。比如汽车行业的冲压线,五年前,我们只能满足个别的;现在,国内的市场,我们可以不用国外的了。这其中包括多工位压力机。
总而言之,这五年,我国机床行业除了量的增长,应用领域的拓宽和功能部件的发展外,就是成套了,这五年我们的成绩着实不小。
当前我国机床工业发展的问题与差距
一是刀具上的差距。首先体现在品种上,刀具要求的品种比较多,过去,我们一般的孔加工刀具比较好,面加工的刀具相比就少了,过去孔加工刀具都是高速钢的,现在都是硬质合金的。我们虽也有进步,可以制造球形铣刀、镗刀了,但是品种还比较少,像拉刀、深孔钻等。高难度上,复杂刀具我们的量一直上不去,还有就是刀具材料上,像陶瓷刀具,我们研究了,但是没形成产业,在产业和工艺上我们一直没过关。其次,就是涂层刀具,和国外相比,我们用的也比较少,特别是涂层刀具的生产设备,严格点说应该是中国自己做,因为别的行业也不给做这个。此外,从与机床配套上看,现在有些刀具已经成为机床功能的一部分,在设计加工线时,机床和刀具要一起设计才能保证要求。这主要是我们在产业结构就有欠缺,工具厂和机床厂结合不起来,技术本身也存在问题。
二是机床配套件产业的发展不理想。目前我国机床配套件品种还比较少,产业化规模不够,高水平的配套件仍以国外为主。只有把滚珠丝杠、精密轴承、转台、换刀装置、各种气动液压装置、直线导轨及主轴部件等机床配套产业搞上去,才能有力地推动机床主机的发展。配套件质量的好坏不但直接关系机床的速度和性能,而且可以大大缩短主机的生产周期,降低生产成本。
三是创新能力差。这是我国工业的普遍问题,因为我国工业的起步就是模仿起步。当初咱们国家对机床行业的投资比较少,可机床发展的难度比较大,况且当时大家对机床行业的认识不太清,机床生产是多品种要体现批量的,机床在任何国家在经济上都不是支柱产业,但它是基础性、战略性产业,一段时间认识上的差距造成了国家对机床产业重视不够。现在,我们国家已经开始重视基础机械的发展,“十二五”规划已经将高端装备制造业纳入战略性新兴产业中,未来政策将把高端装备制造业列入国家支柱产业来扶植,其中智能制造装备就包含高端机床这一块。
所以,以后我国机床行业要往高端发展,我们那些大企业要承担起这些历史重任,并且要提高行业准入的门槛。行业的发展要有远见,对于未来可能遇到的情况要考虑在内,就像节能环保的问题必须要考虑在内。市场的竞争力要以可靠性高的产品为基础,只有可靠的品质和优良的性能才能取得客户的信任,才能取得更大的市场。
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