杨学桐
中国机械工业联合会执行副会长
“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 ~ 20 m/min,现在30 ~ 40 m/min 的比较多了,个别的能做到60 m/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90 mm 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 ~ 5 m,现在我们能做到8 m。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。
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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“2025机械工业科技创新领航奖”评选活动火热进行中,该评选活动,旨在为中国装备制造业的可持续发展注入新的活力与动力,推动产业的可持续发展、新质生产力提升和制造强国建设进程,实现国家现代化产业体系结构优化的整体目标。
作者:现代制造
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