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十一五:机床工业实现从量增到质变

2011年02月14日 11:55中国机床商务网点击:3535

  编者按:“十一五”期间,中国机床工业取得了骄人的成绩,在“十二五”开局之年,总结过去五年的经验,规划未来五年的前景显得尤其重要。值此继往开来之际,本报邀请原机械工业部机床局副总工程师、机床行业知名专家恩宝贵撰写了《机床工业“十一五”:从重数量到重品质》一文,回顾中国机床工业近五年来的发展历史,为“十二五”中国打造机床强国之目标献策建言。
  
  新中国成立时,我国只生产简易皮带机床1600台。到2009年生产金切机床58.2万台,其中数控机床12万多台,机床产值、产量均居世界第一。可以说,我国机床工业从零起步,成为世界第一机床生产大国,虽然过程曲折,但取得的成绩是值得骄傲的。其中,“十一五”期间,中国机床工业更是渐入佳境,开辟了中国机床业的黄金发展期。
  
  从量增到质变
  
  从2001年至2009年我国金切机床产量(见表一)可以看出,2009年较2005年相比,我国金切机床产量增长了28%,2009年数控机床产量是2005年的2.4倍,产量数控化率由2005年的13.2%到2009年上升到24.8%,机床产值数控化率超过50%。
  
  1993年,我国金切机床产量曾创26.2万台的新高,1994~2010年机床行业处于调整期,机床年产量维持在20万台左右,2003年跃升到30万台,2005年跃升到50万台,2007年达到60.68万台,不完全统计,2010年机床产量将再创新高。从上世纪后半期到本世纪初,工业发达国家正以两位高度融合为用户提供高精、高效、复合、节能(材)、绿色产品,产量逐步下降。美国在1942年第二次世界大战期间金切机床产量曾达到年产30万台,1952年朝鲜战争时期年产22.3万台,随后年产量逐步下降到10万台以下。日本2007年产金切机床106157台,是工业发达国家产量最高的,其数控机床产量是82356台,产量数控化率77%,产值数控化率接近90%。2008年,主要国家金切机床产值数控化率(%)为:日本87.8%、德国90%、美国76.7%、印度62.1%、中国58.48%。
  
  21世纪初,我国装备制造业劳动生产率较工业发达国家低很多,德国装备制造业劳动生产率是我国的8倍,日本是我国的7.9倍。如今我国GDP仅占世界的8%,而金切机床产量却占世界的60%,说明我们提供的装备品质低,能源、原材料消耗大。今后我国制造业在调结构转变生产方式中要加快自主创新和技术改造,要求机床行业提供高技术、高附加值为用户创造更高效益的装备,这是大势所趋。
  
  “十一五”期间我国淘汰落后炼铁产能11172万吨,炼钢6683万吨。我国1949年钢产量是15万吨,用了47年时间达到年产1亿吨,从1亿吨到2亿吨用了7年,2003年以后几乎年年增产近亿吨,预计2010年钢产量达6亿吨,产能超过7亿吨。今后钢铁工业将按科学发展观走可持续发展道路,产量将理性增长。钢是机床加工的主要对象,产量增速将放缓,给机床工业提供了减量提质的信号。
  
  中国机床工业的最大用户汽车工业,1956年生产出第一辆汽车,到1992年达到年产100万辆,2000年达到年产200万辆,2009年产量1300万辆,2010年中国年产汽车达1700万辆已然成为世界第一汽车产量大国。预计今后一段时间,受能源、道路以及汽车行业自身的条件限制,产量增长势必也要减速。如今中国主要汽车企业冷加工工艺已实现高速车、高速铣、高速磨、高速滚齿、铝合金车铣速度已达1000m/min,准备向3000m/min迈进,中小批量结构复杂件逐步采用车铣中心、铣车中心、车磨中心等,对装备要求更精、高效、高可靠、复合、绿色。
  
  专家视野
  
  以上游原材料到下游用户提供的信息,要求机床工业要从重数量向提升品质的方向转移,为用户提供以高新技术为支撑的装备,同时,机床工业自身也以较低的物质消耗达到可持续发展。
  
  我国生产的加工中心数量不少,但技术含量低,(见表二)。我国的机床企业已有几千家,有的一个县就有近百家,从市场需求看,不需要再增加普通车床、经济型数控车床、快走丝电加工机床等新的生产能力。
  
  向高附加值有特色的方向前进
  
  我国现有机床产量结构落后、量大质低。2007年231家主要机床企业生产金切机床47万台,产量数控化率为21%,产值数控化率为57%。其中车床产量209825台,数控车床54380台,产量数控化率为25%,也就是说当年普车产量占车床产量的75%。工业发达国家在上世纪后半期已逐步减少或干脆不生产普通车床。另外我国的数控车床中,经济型数控车床占多数,并不具备普及型数控车床那样较普车提高效率两倍以上的能力。
  
  2008年我国加工中心产量居世界第三,而产值却居日、美、德、韩之后。我国加工中心市场占有率按量计占50%以上,价值仅占32%。国内汽车、航空航天等企业则很少使用国产加工中心。进口的加工中心,有高档的,也有中档的,因此今后不仅要加快发展高档数控机床,更要加大研制力度把中档及以上数控机床市场占有率再提高一步。
  
  如今用户的个性化需求突出,不仅要在通用机床上增加特性化的要求,还应加大力度发展专机产品。在多品种生产中要突出发展企业的特色产品,以特色品牌带动企业的发展。在发展专机产品中杭州机床集团股份有限公司走在前列,取得了很好的企业和社会效益。历史上该企业曾研发十字轴双端面磨床、琴簧片磨床、叉形连杆磨床、方孔磨孔等。近年来,该公司采用数字化设计,为航空业提供叶片桦齿成形磨床MKLD7140,荣获中国机械科学技术二等奖;该公司还为罗茨真空泵轮开发出数控强力成形磨床;为车床制造业提供床导轨磨床;为船舶行业提供八轴5联动叶轮磨床;为液压件行业叶片泵转子槽提供转子槽数控动力磨床和摆线轮开发出强力成形磨床;为纸箱业提供瓦楞辊强力成形磨床;为高铁提供博格板磨床;为涡轮增压器———叶轮外园型面提供立柱移动式强力成形磨床,砂轮线速达到每分钟四万转。
  
  再如成立仅十几年的法因数控,企龄虽短,但经营思想紧紧跟随时代的步伐。他们已不是传统的产品经营,而是针对型钢、角钢、板材、线材加工提供成套服务,做到“交钥匙”工程。2000年以前,国内钢结构加工设备市场几乎被全球最大的钢加工机械制造商意大利菲赛普公司垄断,如今我国钢结构数控加工设备领域国产设备市场份额由不足5%提高到95%,法因数控市场占有率达62.14%。
  
  在加速发展专机产品品种的同时,也要根据用户的需要开发专用机床。如电脑横编机的针床体,过去由普通龙门铣加工效率低、精度差。由中恒公司与金龙公司合作,研发成功专用数控机床,效率、精度显著提高。
  
  新品种发展,国际上发达国家企业已实现两化高度融合,我国2007年231家企业开发金切机床新品种719种,其中数控机床469种,占64%。发展数控机床要高中低档相结合,当前特别要注意发展中高档新品种,就多数企业来说当务之急是把中档机床搞好,逐步向附加值高技术产品发展。
  
  数控机床复合化是发展趋势之一。从加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统,如今已有DONEINONE(高度复合化),从零件毛坯到零件加工全部工序集中到一台机床上完成。具有加工、检测、上下料72小时无人操作,具备有热补偿、防碰撞等智能。如日本安田工业株小型卧式加工中心YMC325X、Y、Z位置精度为0.408μm、0.287μm、0.27μm,X/Y平面度、园度0.66μm,主轴回转精度0.1μm,主轴最高转速40000r/min。牧野BH50卧式加工中心,重复定位精度在±2μm以内。
  
  重型机床要在技术服务上争一流
  
  经过几十年的努力,我国重型和超重型机床发展速度加快,年产量已超过2000台;产值数控化率超过70%;从2002年到2008年产值年均增长42.38%,2009年产值是2000年的13.7倍,在产品规格上制造许多世界极限:立式车床最大规格25m,镗铣床镜杆直径320mm,龙门镗铣床龙门加工宽度11m,卧式车铣床最大加工直径5m,最大承重500吨,轧辊磨床最大磨削直径2500mm等。技术水平有新的突破和提高,已掌握的先进技术有:机械传动间隙消除和对传动误差补偿技术;龙门移动同步技术;大跨距横梁位移补偿技术;镗铣床主轴悬臂位移补偿技术;超大载荷偏载的卸荷导向技术;特大型零件加工、装配及精度保证;静压导轨和静压轴承技术等。
  
  正是由于掌握了先进技术,许多产品还荣获国家科技进步一等奖:如武重的CKX53160数控车铣复合加工机床;险峰机床厂的MK84125轧辊磨床;齐一机的θ1-105曲轴连杆颈旋风铣床;以及江苏多棱的TH42160B/5X五轴联动龙门加工中心等。
  
  此外,还有一批具有先进水平的产品出现:武重生产的双龙门数控镗铣床,龙门宽6.8m,加工长度57m,是目前X轴行程最长的机床,双龙门、四铣头为国内首创,加工效率是普通铣床的六倍,可五面加工。齐二机床的TK6932双立柱数控落地镗铣床,镗杆直径320mm,立柱行程41m、主轴箱行程8m、滑枕行程2m、总重量760吨。应用立柱优化技术,方滑枕伸出直线度伺服补偿技术,滑枕及镗轴热伸出补偿技术,重型高速主轴升温控制技术及重平衡锤减震技术。北一机床的XKA28105×300桥式五轴车铣复合机床,龙门宽度10.5m,最大加工高度7.5m,主轴最大扭矩9500牛米,配有大功率大扭矩A/C轴机械传动摆角铣头,可五轴联动。还配有9.5m车铣双速数控转台、承重300吨,主要性能达到国内领先、世界先进水平。
  
  重型机床的特点之一,结构复杂,零件特大特重,不仅要掌握开发设计,还要解决毛坯、零件制造、装配等技术和物资条件;重型机床使用寿命长,上世纪70年代“大打矿山之仗”中,因国内生产能力有限,重型机床供不应求,于是两次从欧洲购买97台旧重型机床。第一次购买13台机床平均役龄超过19年,买来后仍然继续使用。另外市场需求经过高峰之后会有调整,在这种情况下如再继续增加生产点或扩充生产能力是危险的,要慎之又慎。
  
  另外,重型机床是最需要实现数字化和复合化,因此更加速发展数控化复合化重型机床。齐二机床在发展极限规格镗铣床的同时,还向封头制造业提供专门化的附头车铣床,为汽车业提供覆盖件多工位压力机,为航空和风电工业提供大型筒段铺缠一体化设备,不断扩大服务领域的做法值得同行学习。
  
  重型机床不仅要供应国内市场,还要增加出口。武重便向英国出口XK2645数控龙门移动镗铣床、FB260数控落地镜铣床和CKX5280数控双柱立式车铣床。只要我们认真对待,品种对路、质量可靠、服务周倒,扩大出口是不在可为的。
  
  重型机床寿命周期长,用过多年之后,可通过高新技术再制造,使旧机床焕发新的生机,节能节材,绿色环保,利国利民,再制造应在重型机床行业首先开展起来。

  (文章来源:中国工业报)
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