機床,又被稱為工業之母,製造機器的機器。
機床行業的上游包括鋼鐵、鑄造行業,而下游則影響著汽車、鐵路、風電、核電、船舶製造、航空運輸以及關乎到國防的軍工行業。它深深影響著我國的各個行業,也影響著我們生活的各個角落。
我國作為世界第一機床生產和消費大國,年度數控機床的市場規模超過3000億人民幣,全球機床市場三分之一屬於中國,如此大的市場容量,為何我國機床業的發展依舊艱難?國產機床與外國的差距到底在哪裡?
“我國的工業起步晚、技術落後,而且幾乎是在一窮二白的境況之下開始的,機床也在其中。“
1958年,在國外援助之下,我國研製出了第一臺數控機床,從此開始數控機床的發展之路。到了六十年代,歐美對中國進行技術封鎖,也停止對中國的援助,機床行業依靠著自立更生髮展出十八家骨幹企業,也就是後來的機床行業“十八羅漢”。
這十八家企業默默支撐著我國當時整個裝備製造業乃至工業的發展,但隨著市場及政策的變動,使昔日名揚天下的十八羅漢,聽上去更像是一個隱退江湖後的傳說。取而代之便是中國機床行業的四大支柱企業,瀋陽機床、大連機床、秦川機床、昆明機床。
2008年時,世界機床企業產值排名中,德國通快以25.3億美刀居首,亞軍日本山崎馬紮克21.6億美刀,季軍是21.4億美刀的德國吉德曼(GILDEMEISTER)。其後是日本大隈、日本天田(AMADA)、美國MAG、日本森精機、中國瀋陽機床、日本捷太格特(Jtekt)、中國大連機床。TOP10裡,兩家德國企業,五家日本企業,一家美國企業,兩家中國企業。
十年後,2018年,當年排名第一的德國通快營收已超41億美刀,排名第三的德國GILDEMEISTER的DMG已與排名第七的日本森精機合併為MORI-DMG,年營收同樣超過40億美刀。當年排名靠後的日本捷太格特,憑藉機床和汽車零部件兩線業務高速發展,年營收規模躥升超過130億美刀!連當年籍籍無名的臺灣地區的友嘉機床集團,通過不斷併購和發展,年營收也超過了22億美刀。
而當年國際機床十強中的瀋陽機床和大連機床分別於今年8月和2017年底宣佈破產,當年中國機床行業的四大支柱企業,只有秦川機床還支撐著,但離世界機床TOP 10的距離很遙遠。
有人不禁會問為何短短十年時間,我國機床就被世界遠遠甩開了,國產機床與外國的差距到底在哪裡?
中國機床行業經過幾代人的拼搏,從1949年只能生產簡易皮帶機床1600臺到2008年機床生產到達61.7萬臺,成為世界第三大機床生產國,60多年的發展,中國數控機床的設計和製造技術有較大提高,主要表現在三大方面:培訓出一批設計、製造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床,使設計、製造、使用水平大大提高,縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套,開始能自行設計及製造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床,供應因內市場的需求,但是,國產數控機床與國外的高端機床相比,還是有些差距的,只要體現在以下幾個方面:
在產品水平上
國產數控金切機床與國外同類機床相比存在一定差距。加工中心與因外產品相比,差距主要在機床的高速、高效和精密上。對於高速加工中心,國外機床在進給驅動上,滾珠絲槓驅動的加工中心快速進給大多在40m/min以上,最高已達到90m/min.直線電機驅動的加工中心已實用化,應用範圍不斷擴大。國內加工中心快速進給大多在30m/min左右,個別達到60m/min。國外高速加工中心主軸轉速一般都在12000~25000r/min.在結構上都採用適應於高速加工要求的獨特箱中箱結構或龍門式結構。
在加工精度上
國外臥式加工中心都裝有機床精度溫度補償系統,加工精度比較穩定,而國內尚在研發中。國外加工中心定位精度基本上按德國標準驗收,行程1000mm以下,定位精度可控制在0.006 0. 01mm以內,而國內定位精度相對較低。另外,為適應未來加工精度提高的要求,國外不少公司還都開發了座標鏜精度級的加工中心。
在加工技術上
對高速加工技術國外已進行了多年的研究,對高速加工的機理、機床結構、機床剛性和精度的影響等都有了系統的研究,並開發生產了各種高速銑削中心、高速加工中心,廣泛應用於航空鋁合金零件和模具加工上。多軸加工技術,因外已廣泛應用於各種類型機床上,品種和需求量正在擴大,而我國僅開發出新品,只有個別產品通過了生產驗證。幹切削和半乾切削技術,因為與環保相關,國外特別重視,半乾切削---少潤滑油潤滑技術(MQL) 當前得到了應用,千切削技術也在齒輪加工的高速滾齒機上得到應用,今後將是發展趨勢。在國內,也開發了千切削的高速數控滾齒機。
在製造技術上
雖然主軸的精磨加工、主軸箱精加工、導軌精加工等方面基本上與國外相當,但是總體制造技術與國外相比差距很大。我國機床製造企業的設備數控化率僅佔3% 5%,機床零件的尺寸-致性主要靠人工保證,產品質量受人的因素影響較大,交貨期也很難保證。國外機床製造企業的製造設備大多數為數控機床,比較多的企業採用了柔性製造單元、柔性製造系統。還有的企業採用智能網絡製造技術,通過計算機網絡和智能生產中心對整個生產過程實行智能管理和監控。
數控系統的差距
數控系統是數控機床的核心,德國西門子、利勃海爾和日本的馬紮克、法拉克掌握著數控系統的最高水平,利勃海爾數控系統16個軟件包的費用接近母機費用,軟件和母機一起賣,不分開出售,軟件利潤非常高。目前國內機床企業使用的中高檔機床的數控系統基本都是國外進口。
在機床可靠性上
國產數控機床與國外產品相比,在機床可靠性上存在明顯差距,平均無故障時間(MTBF)國外機床都在5000小時以上,而國產機床大大低於這個數字。因產機床故障率較高是用戶反映最強烈的問題之一。
其他關鍵配套件差距
鋼鐵原料、標準件、螺釘、螺帽等,需要提升國家工業整體水平。此外,工藝、檢測等環節目前也達不到世界先進水平。
目前中國機床行業形式處於,高端幾乎是完全失守,低端國內混戰,中端交鋒。“高端機床製造技術,我們與德國、日本的差距有15到20年。”一位知名國產機床企業的負責人曾說道,“和國外設備比,國產機床在穩定性、可靠性、效率等方面差距明顯。國外機床可以24小時不停機,國產設備不行;國外機床1秒可以加工1個零件,國產設備可能要1.5秒。雖然近幾年國內企業也開始做高端機床的集成,但核心技術如數控系統主要還掌握在德國、日本等少數企業手裡。”
國產機床還有很長的路要走,在我們失望於國產機床的落後時,請不要忘記我們的機床行業仍然在曲折與不平中不斷前行。
閱讀更多 鑫機緣服務平臺 的文章