我國機(jī)床行業(yè)發(fā)展軌跡
從上世紀(jì)80年代開始,北京機(jī)床研究所等單位開發(fā)了立式加工中心,并形成了商品。上世紀(jì)90年代初,北京機(jī)床所引進(jìn)美國tk公司立式加工中心技術(shù)、北京機(jī)電研究院引進(jìn)美國辛辛那提公司馬刀立式加工中心技術(shù)等和自行開發(fā),基本掌握了加工中心的設(shè)計(jì)和制造技術(shù),為今后加工中心的生產(chǎn)和應(yīng)用打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。到上世紀(jì)90年代末,國內(nèi)的加工中心生產(chǎn)數(shù)量仍然很少,每年僅300臺(tái)左右。2000年前后,一批海外跨國機(jī)床集團(tuán)看好我國市場,開始在中國建立生產(chǎn)加工中心的獨(dú)資或合資企業(yè),實(shí)現(xiàn)了本地制造和本地銷售。目前形成規(guī)模的有臺(tái)灣杭州友佳機(jī)床有限公司、寧夏小巨人機(jī)床有限公司、大連億達(dá)日平機(jī)床有限公司和德馬吉上海機(jī)床有限公司等。
步入21世紀(jì),隨著我國綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速提高,加工中心市場進(jìn)入了快速發(fā)展期,汽車及其零部件、通用機(jī)械、航空航天、模具等各行業(yè)對加工中心的需求大幅上升,國產(chǎn)加工中心擇優(yōu)選擇國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)、功能部件等配套件,加快了產(chǎn)業(yè)化步伐,質(zhì)量大幅度提高,性價(jià)比具有優(yōu)勢,逐步得到了國內(nèi)用戶的肯定和認(rèn)可。同時(shí),企業(yè)加大了產(chǎn)品開發(fā)研究的資金投入,一批國內(nèi)急需長期依賴進(jìn)口的高檔加工中心,如高速加工中心、五軸加工中心等取得了突破,有的已進(jìn)入批量生產(chǎn)。
從1996~2005年我國加工中心的生產(chǎn)(按機(jī)床工具行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編的金切機(jī)床行業(yè)200家左右企業(yè)的數(shù)據(jù))和進(jìn)口臺(tái)數(shù)(按海關(guān)資料)可知,1996年國產(chǎn)加工中心與進(jìn)口加工中心的臺(tái)數(shù)比,僅為百分之幾,到2005年逐步增長到39.4%。2005年與2000年相比,進(jìn)口的加工中心數(shù)量增加4.8倍,而國產(chǎn)加工中心生產(chǎn)增加8.2倍。尤其是最近三年國產(chǎn)加工中心增長迅猛,表明國產(chǎn)加工中心的開發(fā)制造技術(shù)逐步成熟,特別是立式加工中心得到使用單位廣泛認(rèn)可??梢钥闯?,“十五”后三年,我國對加工中心的需求高速增長。到2005年我國加工中心的需求量已達(dá)到15000臺(tái)左右,約為2000年的6倍。
國產(chǎn)加工中心的市場占有率:按臺(tái)數(shù)約占31%,按金額約占22.3%。其中,立式加工中心市場占有率:按臺(tái)數(shù)約占30%,按金額約占22.6%;臥式加工中心市場占有率:按臺(tái)數(shù)約占32%,按金額約占15.4%;龍門加工中心市場占有率:按臺(tái)數(shù)約占50.8%,按金額約占42.8%;其他加工中心市場占有率:按臺(tái)數(shù)約占28.6%,按金額約占11.4%。
我國生產(chǎn)加工中心的主要企業(yè)有20余家(不包括合資和獨(dú)資企業(yè)),企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都不大,最大的生產(chǎn)企業(yè)月產(chǎn)僅50余臺(tái)。年產(chǎn)400臺(tái)以上的企業(yè)僅2家,年產(chǎn)100~300臺(tái)企業(yè)約占35%,年產(chǎn)100臺(tái)以下約占60%,近45%的企業(yè)年產(chǎn)在30臺(tái)以下。
我國生產(chǎn)的加工中心可以分為四類,即立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心和其他加工中心。
立式加工中心產(chǎn)量最大,占全部加工中心產(chǎn)量的3/4。其中,工作臺(tái)寬度<600mm的占立式加工中心生產(chǎn)量的70%左右。國產(chǎn)的立式加工中心大部分采用c型結(jié)構(gòu),x/y行程由工作臺(tái)移動(dòng)實(shí)現(xiàn),屬于量大面廣的一類產(chǎn)品。
臥式加工中心產(chǎn)量約占全部加工中心產(chǎn)量的11%。其中,工作臺(tái)寬度<600mm的占臥式加工中心生產(chǎn)量的30%以上。國產(chǎn)的臥式加工中心基本上是一般精度的,沒有溫度補(bǔ)償和精度補(bǔ)償系統(tǒng),在技術(shù)水平上與國外有較大差距。目前我國需求的精密臥式加工中心和高速臥式加工中心大多依賴進(jìn)口。
龍門加工中心的產(chǎn)量約占全部加工中心生產(chǎn)量的7%~8%。
國產(chǎn)其他加工中心主要指床身式加工中心等,其產(chǎn)量約占全部加工中心產(chǎn)量的6%~7%。
國內(nèi)外加工中心技術(shù)差距
目前,國外加工中心技術(shù)發(fā)展的總趨勢是高速、精密和多功能(多軸和復(fù)合加工)。產(chǎn)品開發(fā)針對難加工材料的重切削機(jī)種、針對復(fù)雜形狀加工的智能多軸控制nc裝置和綜合多軸控制cam系統(tǒng)。我國加工中心與國外的差距有以下幾個(gè)方面。
——高速化的差距。國外高速加工中心的主軸轉(zhuǎn)速一般在12000~15000r/min,快速行程為40~60m/min??諝忪o壓軸承和磁浮軸承的高速主軸開始商品化,主軸轉(zhuǎn)速可以達(dá)到50000~70000r/min,甚至可以達(dá)到100000r/min。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)和高速滾珠絲杠的加工中心機(jī)種增加。高速滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)的,進(jìn)給加速度可達(dá)1.5~2g,快速行程達(dá)90m/min。
——精密化的差距。目前,國外精密加工中心采取了一系列補(bǔ)償和穩(wěn)定精度的措施,定位精度已可以控制在0.006mm以內(nèi),有的接近坐標(biāo)鏜床的加工精度。
——多功能化的差距。多功能主要是為適應(yīng)多品種、小批量和變品種、變批量生產(chǎn)的需要,減少零件裝卡次數(shù),提高加工精度和效率,縮短零件制造周期。多軸加工,即五軸聯(lián)動(dòng)加工,在航空業(yè)大型零件加工和大型模具加工中使用較廣,也是為適應(yīng)復(fù)雜曲面零件的加工和科研新品零件加工的需求。復(fù)合加工,即將多工序和多工種加工集中在一臺(tái)機(jī)床上。國外最近發(fā)展的有銑車復(fù)合加工中心、棒料加工中心、棒料銑車加工中心、雙主軸加工中心等。
——制造技術(shù)上的差距。美國哈斯公司在不同生產(chǎn)區(qū)內(nèi)用柔性制造系統(tǒng)、柔性單元、數(shù)控機(jī)床對零件進(jìn)行加工,設(shè)備投資費(fèi)用較大。在設(shè)備中,共有fms、fmc十二條,其中fms六條,可加工400多種零件。辛辛那提英國機(jī)床公司的主要產(chǎn)品也是以立式加工中心為主,年產(chǎn)機(jī)床約1500臺(tái),廠房內(nèi)機(jī)械加工設(shè)備基本上是數(shù)控機(jī)床,有數(shù)控金切機(jī)床近50臺(tái),按零件種類分類在不同生產(chǎn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行加工。
——高檔加工中心的差距。航空業(yè)飛機(jī)機(jī)體零件加工的高檔五軸加工中心基本依賴進(jìn)口,特別是急需的主軸a、b軸擺動(dòng)的五軸立式加工中心和龍門加工中心,國內(nèi)尚處于空白,用于飛機(jī)機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)難加工材料零件的高功率、高扭矩加工中心還有待于開發(fā)。發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片和葉輪加工用的五軸立式加工中心也有待完善,發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣加工用的精密加工中心和坐標(biāo)鏜銑加工中心國內(nèi)尚沒有產(chǎn)品。電子產(chǎn)品用的中小型精密加工中心和適用范圍較廣的主軸立、臥轉(zhuǎn)換的精密鏜銑加工中心也急需研發(fā)。
加速產(chǎn)業(yè)化
目前,國產(chǎn)加工中心的市場占有率很低,按臺(tái)數(shù)計(jì)不足1/3、按金額計(jì)不足1/4。提高國產(chǎn)加工中心的市場占有率關(guān)鍵在于提高國產(chǎn)加工中心的國際市場綜合競爭力。
一、要實(shí)現(xiàn)加工中心的產(chǎn)業(yè)化。加速產(chǎn)業(yè)化步伐是縮短國產(chǎn)加工中心與國外差距的措施之一,也是提高國產(chǎn)加工中心國際競爭力的重要舉措。目前,當(dāng)務(wù)之急是要加大設(shè)備投資力度,引進(jìn)國外生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的一流制造技術(shù)和一流的企業(yè)管理技術(shù),靠設(shè)備和管理來提高加工中心的產(chǎn)量、質(zhì)量和縮短交貨期。通過幾年的努力,在國內(nèi)形成一批年產(chǎn)加工中心500臺(tái)以上的生產(chǎn)企業(yè)。
三、建議政府建立高檔數(shù)控機(jī)床新產(chǎn)品開發(fā)和使用基金。新產(chǎn)品開發(fā)基金能使國產(chǎn)加工中心早日成熟、定型,投入批量生產(chǎn)。使用基金能使用戶減低使用國產(chǎn)加工中心的風(fēng)險(xiǎn)。
四、立式加工中心的產(chǎn)業(yè)化任務(wù)緊迫。立式加工中心,特別是量大面廣的3~4軸普及型立式加工中心,在加工中心所占份額中是很大的。普及型立式加工中心是當(dāng)前市場的競爭焦點(diǎn)。羅百輝表示,我國產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品相比,水平相當(dāng),國產(chǎn)品牌要在市場競爭中取勝,關(guān)鍵在于性價(jià)比、質(zhì)量穩(wěn)定性、交貨期和綜合服務(wù)。制造技術(shù)、管理技術(shù)的現(xiàn)代化是國產(chǎn)加工中心實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化必走之路,也是提高立式加工中心性價(jià)比、產(chǎn)品質(zhì)量、縮短交貨期的措施。