中國重型數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題---討論

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重型數(shù)控機床主要用于大型、特大型零件的加工，是國防軍工、航空、航天、船舶、能源、交通、冶金、機械等國家重點企業(yè)的當(dāng)家把關(guān)裝備。

5 d) P3 L+ o" J# L' ^( g$ w" }一、中國重型數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀

自2000年以來我國機床行業(yè)已連續(xù)7年以20%以上的增速發(fā)展，2006年我國機床總產(chǎn)值為70.6億美元，同比增長27%；進(jìn)口72.4億美元，同比增長11.5%；消費131.1億美元，同比增長22%。2007年機床工具行業(yè)的產(chǎn)值再創(chuàng)新高同比增幅達(dá)36.9%，數(shù)控機床產(chǎn)量將超過11萬臺，同比增幅達(dá)33%。2007年中國將繼續(xù)保持機床生產(chǎn)世界第三、進(jìn)口世界第一、消費世界第一的地位，中國已成為世界機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)動機。

我國重型機床行業(yè)的8家重點企業(yè)，2006年實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值47.3億元，同比增長36.2%，增長幅度高于全行業(yè)27%的平均水平。從2000年以來，國內(nèi)重型機床制造廠家通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，提升自主知識產(chǎn)權(quán)的水平，開發(fā)高檔類新產(chǎn)品的速度明顯加快，市場滿足度越來越高。如齊二機床可提供鏜軸直徑∮130～260毫米多種規(guī)格，包括方滑枕移動及主軸箱移動結(jié)構(gòu)，刨臺式、對置式、車銑鏜復(fù)合型以及可實現(xiàn)3～5軸聯(lián)動和加工中心型產(chǎn)品，打破了國外對我國的技術(shù)封鎖，為國防建設(shè)、國家重點工程的急需提供了大量的關(guān)鍵重大裝備， 2007年產(chǎn)成重型落地銑鏜床153臺，其中重型數(shù)控落地銑鏜床達(dá)94臺，產(chǎn)量已居世界第一。

我國數(shù)控機床經(jīng)歷了多年的發(fā)展，取得了一定的成就，低檔經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床基本實現(xiàn)自給，但中高檔數(shù)控機床市場占有率不高，高檔重型數(shù)控機床大部分仍然依靠進(jìn)口。多年來我國國產(chǎn)機床市場占有率一直不足50%，2006年進(jìn)口機床的市場占有率仍達(dá)55.18%，而數(shù)控機床高達(dá)70%，特別是高檔數(shù)控機床高達(dá)約90%，這也說明我國機床產(chǎn)業(yè)在與國外同行的競爭中仍處于劣勢，機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐滯后于我國國民經(jīng)濟(jì)總體的發(fā)展步伐。重型數(shù)控機床產(chǎn)品與發(fā)達(dá)國家著名企業(yè)相比仍存在一定差距，產(chǎn)品水平的差距主要體現(xiàn)在：

·主軸轉(zhuǎn)速，國外先進(jìn)水平已發(fā)展到最高達(dá)3000～4000r/min，而國內(nèi)主要徘徊在800～1500r/min。

·快速進(jìn)給，國外先進(jìn)水平達(dá)20000～30000mm/min，而國內(nèi)主要在6000～10000mm/min。

·精度，國外先進(jìn)水平定位精度0.015/1000mm，重復(fù)定位精度0.003～0.007mm；國內(nèi)產(chǎn)品水平，定位精度0.025/1000mm，重復(fù)定位精度0.01～0.015mm。

·機床的可靠性、精度的穩(wěn)定性、復(fù)合多功能、柔化性、智能化方面不如國外廠家，外觀質(zhì)量也有明顯的差距。

2、造成差距的原因分析

第一，技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)能力薄弱，高級設(shè)計開發(fā)人才嚴(yán)重缺乏。自八十年代初至今二十余年來，由國家支持多家主機骨干廠（包括齊二機床），采取引進(jìn)技術(shù)、合作生產(chǎn)，以市場換技術(shù)方式對我國機床產(chǎn)品技術(shù)水平的提高取得了一定的效果，但由于產(chǎn)品理論支撐不夠，基礎(chǔ)實驗條件缺乏，高級科技人才匱乏，新產(chǎn)品研發(fā)仍然主要依靠經(jīng)驗及模仿等手段，尖端核心技術(shù)絕大部分還控制在“老外”手里，特別是中高檔產(chǎn)品差距依然明顯；

第二，對行業(yè)總體來說，數(shù)控產(chǎn)品技術(shù)含量不高，產(chǎn)品附加值低，結(jié)構(gòu)不合理，產(chǎn)業(yè)化能力不強；

第三，機床是工作母機，是裝備工業(yè)的基礎(chǔ)，機床制造企業(yè)的裝備在裝備制造業(yè)中理應(yīng)是最先進(jìn)的。而實際是，機床企業(yè)裝備陳舊落后，行業(yè)裝備數(shù)控化率僅是5%，落后于許多行業(yè)如：汽車制造、輕紡機械、電站設(shè)備、重型通用、工程機械、交通車輛等機械加工制造領(lǐng)域企業(yè)。許多大型骨干企業(yè)設(shè)備平均役令超過20年，用生產(chǎn)普通機床的裝備來生產(chǎn)數(shù)控機床難以滿足要求；

第四，由于產(chǎn)品整體質(zhì)量與國際先進(jìn)水平存在的差距，目前尚沒有一個具有國際知名度的名牌；

第五，企業(yè)的服務(wù)意識不強，服務(wù)體系不健全，對于中高檔數(shù)控機床售前售后的服務(wù)要求很高，與國外廠商相比，市場開發(fā)、研究用戶工藝、成套服務(wù)、快速反應(yīng)能力等服務(wù)水平均存在很多差距；

第六，為主機配套的關(guān)鍵功能部件基礎(chǔ)薄弱，質(zhì)量可靠性差，影響國產(chǎn)數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化。

因此，由于差距的存在，只能說明中國是機床制造大國，但不是機床制造強國。對我們機床制造企業(yè)來說，目前的發(fā)展機遇非常寶貴，但面臨的挑戰(zhàn)十分嚴(yán)峻，加快發(fā)展國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化已刻不容緩。

二、重型數(shù)控機床的發(fā)展方向

總體上向高速、精密、復(fù)合、環(huán)保、智能化、超大型化方向發(fā)展：

•高速——為提高效率，廣泛采用新型功能部件，如直線電機、高速滾珠絲杠、直線重載導(dǎo)軌、高速電主軸，充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，實現(xiàn)高速加工。

·精密——精密化是為適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，精度已由微米級發(fā)展到亞納米級、納米級（<10nm）。

·復(fù)合——以提高工序集中為目標(biāo)，盡量減少裝夾次數(shù)，提高生產(chǎn)率和工作精度。

·環(huán)保——隨著人類環(huán)保意識的提高，對機床提出了無冷卻、無潤滑、無氣味的要求，機床的排屑、除塵等裝置也發(fā)生深刻變化。

·智能——計算機技術(shù)及應(yīng)用軟件在產(chǎn)品中的技術(shù)含量越來越高，如采用軟件補償技術(shù)提高精度，使機床的結(jié)構(gòu)簡化，遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程故障排除及維護(hù)成為可能。

·超大型化——為了發(fā)展能源、探索空間和開發(fā)海洋，需要裝備的體積“個”越來越大。

三、需要解決的關(guān)鍵共性技術(shù)

重型數(shù)控機床產(chǎn)品上檔次、上水平，重點要解決的關(guān)鍵共性技術(shù)：

·整機優(yōu)化設(shè)計技術(shù)；

·典型運動副可靠性設(shè)計；

·可靠性增長與增長試驗技術(shù)；

·高速主軸動剛度與軸承熱平衡系統(tǒng)和動平衡的研究；

·高速進(jìn)給動態(tài)特性測試、前瞻控制、加速度平穩(wěn)控制技術(shù)；

·構(gòu)件變形的誤差識辨、平衡補償技術(shù)；

·自動在線測量、誤差補償技術(shù)；

·主體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動靜剛度、抗振性設(shè)計；

·實現(xiàn)三維實體建模和仿真優(yōu)化設(shè)計方案的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)；

·高精度數(shù)控擺角銑頭的研究；

·長行程無間隙傳動技術(shù)；

·龍門結(jié)構(gòu)橫梁進(jìn)給的同步傳動技術(shù)；

·大件滑動結(jié)合面靜壓技術(shù)；

·多軸聯(lián)動、多工序復(fù)合加工工藝；

·多軸聯(lián)動葉片加工切削編程技術(shù)；

·冷卻、潤滑技術(shù)；

·工作臺快速交換及精確定位技術(shù)；

·大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件焊接工藝技術(shù)；

·故障預(yù)警和診斷技術(shù)。

四、制約國產(chǎn)高檔產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)突破的主要障礙

1、國家出臺的某些政策不利于國產(chǎn)高檔產(chǎn)品的發(fā)展，如大量進(jìn)口數(shù)控機床享受免稅政策，而國內(nèi)機床生產(chǎn)企業(yè)為生產(chǎn)高檔數(shù)控機床國際化采購進(jìn)口的關(guān)鍵配套件，卻要繳納高比例的進(jìn)口稅額，造成國內(nèi)用戶采購高檔數(shù)控機床普遍選擇進(jìn)口，極少的市場份額，客觀上成為制約國內(nèi)企業(yè)關(guān)鍵技術(shù)突破的障礙；

2、企業(yè)在國家創(chuàng)新體系中的主導(dǎo)地位沒有真正意義上的體現(xiàn)，國家近幾年大力倡導(dǎo)“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的開發(fā)創(chuàng)新機制，由于資金投入不足，以及“產(chǎn)學(xué)研”相互間缺少溝通、理解，運行效果不盡理想，在關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)方面實現(xiàn)突破好的典范不多；

3、國內(nèi)許多機床制造企業(yè)高層次科技人才嚴(yán)重匱乏，特別是缺乏精通外語又有經(jīng)驗的高級復(fù)合型技術(shù)人才，而且很少與國外先進(jìn)同行進(jìn)行廣泛的技術(shù)交流，對許多關(guān)鍵技術(shù)僅僅是一知半解，擬制了技術(shù)前瞻性研究，致使企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)主要還是依靠經(jīng)驗和模仿，制約了高檔產(chǎn)品的發(fā)展。

4、國內(nèi)機床制造企業(yè)普遍工藝裝備和檢測實驗手段落后，裝備數(shù)控化率很低，尤其是缺乏高精水平的關(guān)鍵設(shè)備和基礎(chǔ)實驗條件；

5、國內(nèi)機床行業(yè)配套體系不合理，重主機、輕配套，尤其是數(shù)控系統(tǒng)、電主軸、刀庫機械手包括液壓元件、刀具、軸承等關(guān)鍵配套發(fā)展滯后，也制約了高檔產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)的突破。