按市場需求加快產(chǎn)品結構調(diào)整新亮點

恩寶貴

中國金切機床產(chǎn)量在2011年為85.99萬臺，達到高峰。此后兩年產(chǎn)量逐年下降，2014年1-11月產(chǎn)量為81.14萬臺，同比增長6.34%，其中數(shù)控機床產(chǎn)量23.5萬臺，同比增長16.87%。下面是2011～2014年11月金切機床產(chǎn)量情況（表1）。

年份 2011 2012 2013 2014年11月金切機床產(chǎn)量/萬臺 85.99 79.71 72.58 81.14數(shù)控金切機床產(chǎn)量/臺 257000 205295 209287 235016

2013年中國機床產(chǎn)量（金切+成形）95.9萬臺，當年產(chǎn)量排名世界第一。2013年中國機床產(chǎn)值87.43億美元，其中金切機床產(chǎn)值52.45億美元，排名世界第三。沈陽機床2010年銷售收入143億人民幣，排名世界第二，2011年銷售收入達180億人民幣，排名世界第一。沈陽機床2010年生產(chǎn)立式加工中心1700 臺，2014年預計達6000 臺。眾多中小機床企業(yè)產(chǎn)量、市值迅速增長，如安陽鍛壓機床廠2002年產(chǎn)值1200 萬元，到2010年后產(chǎn)值突破3億元。外資在華企業(yè)產(chǎn)量迅速增長，如小巨人2001年產(chǎn)數(shù)控機床100臺，到2010年月產(chǎn)數(shù)控機床200臺，從2001～2010間已向中國市場提供11000 多臺數(shù)控機床。

產(chǎn)品結構調(diào)整見成效——高精、高效、數(shù)控、專門化產(chǎn)品增多

沈陽機床2014年上半年營業(yè)收入38.19億元，同比增長2.44%，其中數(shù)控機床營業(yè)收入24.35億元，同比增長15.48%。公司成立汽車、電子、航空（天）部，有針對性地開發(fā)制造，促進i5智能機床量產(chǎn)，確定i5T3.3、i5T5.2、i5M4.1、i5M4.5等主力機型，建立以i5為核心的智能機床車間管理示范線，實現(xiàn)產(chǎn)品技術升級。沈陽機床已形成8大類自主開發(fā)19個系列，300余種規(guī)格，掌握了高速加工中心、五軸聯(lián)動加工中心、重大數(shù)控機床設計與制造技術，高檔數(shù)控機床已開始進入當代國際先進水平。沈陽機床設計制造曲軸加工柔性生產(chǎn)線，應用雙刀盤加工主軸頸、連桿頸，突破雙刀盤加工編程技術、雙通道控制技術、雙通道防碰撞技術及細長軸尾座防過大頂持力卸荷鎖緊技術，自2009～2012年共售出10條生產(chǎn)線、157臺設備。沈陽機床研制的HTM40100h車銑加工中心，集成了三維防碰撞、刀具自動識別、動態(tài)誤差補償?shù)认冗M技術，在高速電主軸、高速進給、零間隙驅動取得突破，應用的高速動力電主軸裝置和高剛性定位精度B軸裝置分別獲國家發(fā)明和實用新型專利。車銑復合加工動力主軸最高轉速20000 r/min，3個直線軸快移速度50 m/min以上。

大連機床是我國最早確定生產(chǎn)組合機床的骨干企業(yè)，該公司承擔制造的內(nèi)燃機缸體缸蓋加工自動線超過國內(nèi)擁有量的40%。該公司研制的DKS057缸體柔性生產(chǎn)線，由高速、精密臥式加工中心組成，年產(chǎn)缸體7.5萬件，生產(chǎn)節(jié)拍小于等于3.56 min，CPK大于等于1.33。該公司研制的HDBS50高速臥式加工中心，快速進給75～100 m/min，主軸轉速24000 r/min。大連機床缸體、缸蓋加工自動線，具有主軸蠕動的鏜頭結構設計技術、刀具補償機構的鏜桿設計與制造技術、缸孔止口深度車削和控制技術、在機測量技術、高速鏜削技術等。缸體三軸孔精鏜:主軸尺寸精度1T6、主軸孔同軸度φ0.02mm、端面銷孔主軸位置精度0.06mm。

“上機”研制的納米級精度數(shù)控磨床，用于軍工和航空航天領域超精密磨削，用于非球面光學元件制造，定位精度小于或等于100nm，重復定位精度小于或等于50nm，可磨削自由曲面、凹凸球面、圓環(huán)面等。該公司還承擔了“超精密大尺寸光學玻璃平面磨床”、“高精度滾珠絲杠及螺母成套裝備”、“高檔數(shù)控磨床高效精密靜壓/動靜壓主軸、導軌系統(tǒng)研究和產(chǎn)業(yè)化技術”?！吧蠙C”研制成功84200/15000-H數(shù)控軋輥磨床，砂輪線速度45 m/S、圓柱面磨削精度0.003mm、縱截面上直徑一致性0.004mm、輥形誤差0.004mm、表面粗糙度Ra0.2μm。MKA84250/15000-H超重型軋輥磨床，三大創(chuàng)新:一是研制超重型工件驅動系統(tǒng)，攻克工件穩(wěn)定驅動關鍵技術；二是研制亞微米級砂輪進給架微進給系統(tǒng)，實現(xiàn)砂輪架系統(tǒng)的高精度微量進給；三是研制自動測量機構，解決了大工件在機測量問題，實現(xiàn)全自動磨削。“上機”還研制成功84300/18000-H超重型軋輥磨床、MK8280/SD-H大型數(shù)控切點跟蹤曲軸磨床等。

“北一”研制成功B1-ZX001汽車剎車盤、車轂加工自動線。工件自動裝夾后完成粗車、精車、銑削、鉆孔、攻絲、鏜孔、雙面車、雙面磨復合功能。該線由1臺CHA563立式復合加工中心、1臺CDKA513A數(shù)控倒立式車床和一套物流傳運機構組成，“北一”研制成功XKA28105X300數(shù)控重型橋式龍門五軸車銑復合機床，龍門最大寬度10.5 m、最大加工高度7.5 m、主軸功率105 kW、具有A/C軸擺角銑頭、配有9.5 m車銑數(shù)控轉臺、承重300 t?！氨币弧边€與韓國DSK公司按7∶3出資合作經(jīng)營機床再制造，據(jù)推算，我國現(xiàn)有800萬臺機床，其中大重型機床約百萬臺，每年將有十幾萬臺甚至更多需要再制造。

“武重”最近幾年，連續(xù)研制成功4種世界規(guī)格最大的機床:一是CK53280最大加工直徑28 m的數(shù)控立車；二是FB320數(shù)控落地鏜銑床；三是CKX5680螺旋槳葉輪加工機床，加工直徑8.5 m，可擴展到12.5 m，高度3.3 m、工作臺承重160 t，具有C軸控制、五軸聯(lián)動車銑復合加工，在線測量功能，可實現(xiàn)螺旋槳葉面重疊和非重疊部分槳葉輪廓及槳轂中孔等加工區(qū)域的精銑、車銑復合，一次裝夾多平面加工；四是DL250超重型數(shù)控車銑床，頂尖間工件重量可達500 t，主軸徑向跳動0.006mm。

秦川機床繼研制成功QMK003數(shù)控內(nèi)孔曲線磨床、QCK005A數(shù)控錠子磨床、QCK040A數(shù)控轉子磨床之后，又研制出國內(nèi)首臺扇形軸磨齒機。秦川機床研制成功QJK002錐齒輪銑齒機、QMK009錐齒輪磨齒機和與之配套的3 m精密測量儀，解決了大型和高精度錐齒輪加工難題。該項目創(chuàng)“數(shù)字鏟形輪展成加工理論”，對現(xiàn)有傳統(tǒng)錐齒輪加工工藝和錐齒輪加工裝備設計是一次革命性“顛覆”。秦川機床還研制成功復雜型面數(shù)控磨床QMK50葉片磨床。

漢江機床從異形螺桿“形線方程”入手，掌握了磨削工藝及機床制造技術，研制成功異形螺桿、形成螺桿、螺桿泵和螺桿磨床。漢江機床超長行程精密傳動裝置主要用于行程在5 m以上的絲杠磨床，運行中由驅動系統(tǒng)驅動螺母旋轉，絲杠不動，螺母座套筒帶動執(zhí)行元件作直線運動，與傳統(tǒng)結構相比，提高了長絲杠水平安裝精度，解決了長絲杠旋轉運行中的擺動問題，熱損耗變小，同時縮短了傳統(tǒng)床身近一半的長度。漢江機床還研制成功HJO80高速滾剪線，剪切件重量在5 t以上，剪切速度高達60 r/min，采用液電氣三聯(lián)控制。

寧江機床先后研制成功具有國際先進水平的五軸聯(lián)動加工中心NJ-5HMC40、精密臥加THM6380、THM63100，形成自主知識產(chǎn)權的系列產(chǎn)品，寧江還研制成功NJ-H085/壓軸機、NJ-H085/2鉚接機、NJSX005/1端面銑削機等。寧江機床先后建起基礎試驗室，進行基礎性、理論性研究，取得了相關技術17項，實現(xiàn)了從普通機床、專用機床到高檔數(shù)控機床的“三級跳”。對產(chǎn)品單元、部件和整機制造了43臺可靠性試驗臺架工裝、制訂了產(chǎn)品在制造各階段可靠性裝配工藝、過程檢核及可靠性試驗規(guī)范體系，通過對臥加系列各種功能部件以及整機進行可靠性試驗，結果THM6380和THS6350的MTBF均超過1000 h。

“北二”研制成功B2-K1018曲軸磨床，采用工作臺固定，雙砂輪架后移動式布局，隨動式（切點跟蹤）磨削連桿頸，通過兩個砂輪架進給軸（X1X2軸）與工件回轉軸（C1C2軸）進行數(shù)控聯(lián)動的全閉環(huán)控制，實現(xiàn)兩軸相位徑向的同時磨削，砂輪線速120 m/S，CBN砂輪，一次裝卡、柔性調(diào)整，完成連桿頸、主軸頸磨削。徹底解決傳統(tǒng)偏心夾具式曲軸磨床加工柔性差、調(diào)整復雜的缺點?！氨倍边€為萬向提供十字軸、等速萬向節(jié)殼體、輪轂軸承等加工提供高精高效專門化外圓磨床20余臺；為江西江陵底盤、馬鋼合陵、南京依維柯、合肥車橋提供車橋軸頭磨床；為唐山齒輪提供變速箱生產(chǎn)線、磨削和拋光70余臺機床；為奇瑞提供曲軸磨、凸輪軸磨、砂帶拋光機等10余臺，為CVT變速箱生產(chǎn)線提供專門化機床13臺；“北二”與天潤曲軸建立戰(zhàn)略合作伙伴關系，天潤曲軸先后購進“北二”各種專門化磨床46臺，在12條生產(chǎn)線上采用“北二”曲軸磨床等專門化機床。

普利森為用戶提供智能數(shù)字化機械加工自動線，用于汽車前置液壓油缸外缸，一二三級機械加工、自動上下料。線上配機器人，油缸內(nèi)孔外圓的粗、精加工及深孔刮滾機床、數(shù)控車削中心、外圓磨床及控制系統(tǒng)。鏜孔直徑φ63～250mm、鏜孔深500～2000mm、車削工件最大旋徑φ560mm、車削最小夾持油缸外徑100mm、最大夾持外徑320mm、油缸長度2500mm、最大油缸重量150 kg、機器人最大抓取重量210 kg、機器人臂回轉半徑2700mm、機器人動作速度2 m/s、機器人移動速度30 m/min、機器人可攜工件數(shù)量3個，生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍12～15 分/件。

2010年我國雕銑機產(chǎn)量達到4.5萬臺，電主軸銷售9萬臺，預計2015年消費類電子零件行業(yè)需雕銑機約38000 臺，北京精雕專業(yè)生產(chǎn)數(shù)控雕刻機，含CAD/CAM軟件、精密高速電主軸和整機。2011年生產(chǎn)雕銑機8000 臺，在國內(nèi)外設有50多家銷售服務公司。雕銑機加工鋼模硬度為HRC62、加工深槽長徑比達10:1、加工玻璃面板尺寸精度達0.02mm以內(nèi)、鋼和鋁材最小直徑為0.2mm、加工表面粗糙度Ra0.4μm，高速電主軸轉速范圍在1500 ～6000 r/min。

浙江雙雕董事長郭云飛，利用數(shù)學上的鏡像原理研制成功同時控制相反兩個工位的數(shù)控系統(tǒng)，創(chuàng)造出世界上獨一無二的數(shù)控系統(tǒng)，成功開發(fā)出雙工位左右對稱的鞋模雕銑機，雙工位輪胎模雕銑機、多功能雕銑專用數(shù)控加工中心、木模與鋼模雕銑機床等產(chǎn)品。

“濟二”先后完成450種國內(nèi)首臺套關鍵設備，累計為汽車工業(yè)提供300多條沖壓自動線，自2009年以來大型多工位壓力機的訂貨已從過去占全部產(chǎn)品的10%提高到50%以上。2500 t多工位壓力機完成了連桿參數(shù)優(yōu)化設計、抗偏載高強度齒輪傳動機構設計、實體建模受力分析、遠程通訊與異地監(jiān)控、全自動換模重載機構失效分析、模具干涉分析、三坐標送料與主機同步控制等12項關鍵技術研究與驗證?！皾钡谝淮?000 t、2500 t、5000 t大型多工位壓力機銷往美國、墨西哥和澳大利亞?！皾边€為美國福特提供五條大型快速智能沖壓自動線。項目由1臺2500 t打頭的多連桿壓力機和4～5臺壓力機及雙臂送料、拆垛機、清洗機、涂油機等組成。其中兩條沖壓線總噸位為7100 t、三條線6100 t。主機應用多連桿、數(shù)控液拉伸墊同步控制、全自動換模、整線防護等多項關鍵技術，生產(chǎn)節(jié)拍15次/min，全自動換模時間為3 min。

“齊二”為福迪汽車有限公司研制成功2500 t多工位沖壓生產(chǎn)線，同時交付用戶的還有800 t落料自動化生產(chǎn)線。該線集成了當代數(shù)控、通訊、傳感、液壓與氣動、機構分析與優(yōu)化等高端技術，同時應用了多連桿優(yōu)化技術、送料與壓機同步控制技術、送料過程故障監(jiān)測技術、自動化傳送裝置和多工位單元集成技術及重型設備制造技術等世界先進技術。該自動線可代替由4～6臺壓力機組成的沖壓生產(chǎn)線，最高節(jié)拍可達每分鐘25次，生產(chǎn)效率提高2～3倍，可大幅降低能耗，節(jié)省生產(chǎn)作業(yè)面積40%左右。

“天鍛”研制成功40000 /50000kN重型雙動管件成形液壓機。為渤海鋼鐵提供100 MN制坯機組合10000 t快速鍛造液壓機、800 t操作機、50 t裝出料機、該設備將鋼坯鐓粗和沖孔工藝，同時還適于金屬及合金鍛造，完成拔長、鐓粗、沖孔、擴孔、芯棒拔長、扭轉、彎曲、錯移、剁切等自由鍛造。該公司還研制成功兩萬噸等溫鍛造液壓機、1.2萬噸大型水面艦艇專用液壓機、核電封頭液壓機、節(jié)能環(huán)保閘板缸動式液壓機、板材成形柔性制造系統(tǒng)、船體板材壓制液壓機數(shù)控生產(chǎn)線、薄型洗衣機外殼自動生產(chǎn)線、液壓機遠程控制系統(tǒng)。

“三環(huán)黃石”研制成功O系列激光切割機、P系列轉塔數(shù)控沖床、PPS折彎機、3000 ～6000 t成形機、預彎機及合縫預焊機組成的大直縫油氣輪氣管成套設備、由HGSK160/3超寬臺面數(shù)控液壓剪板機和2-HPC2400/85雙臺聯(lián)動電液伺服折彎機、大型板材剪切、折彎柔性加工生產(chǎn)線、13～25數(shù)控板材剪切中心、200～800 t數(shù)控肋骨冷彎成形機、750 t數(shù)控精沖機、2000 t精整機、2500 t電動螺旋壓力機、3000 t全閉環(huán)高精度伺服折彎機，預計2015年銷售收入可達10億，出口創(chuàng)匯4000 萬美元。

“亞威”自主研制PBB2500/18000-16C數(shù)控折彎機，折彎公稱力25000kN，工作臺長度18000mm，16軸控制系統(tǒng)、機器總重近800 t。采用雙閉環(huán)電液伺服控制、確保兩個主油缸（Y1Y2）精準同步運行；采用工作臺液壓撓度補償和喉口變形補償機構，由數(shù)控系統(tǒng)自動控制補償量。

“青鍛”16000 t電動螺旋壓力機，應用數(shù)字化矢量控制、模塊化設計，可進行程序化設定，實現(xiàn)聯(lián)機自動化。該機與摩擦壓力機相比，可節(jié)電70%左右，廣泛用于模鍛、切邊、校正等精密鍛造。

從偏重金屬加工向多種材料加工發(fā)展

江蘇晨光研制成功炭素制品成套加工設備:數(shù)控電極雙端削平鏜孔機、雙端螺紋梳銑機、數(shù)控接頭雙端銑槽、鉆孔等10余種。碳塊加工精度中國標準為±1mm，晨光產(chǎn)品實際達到±0.03～0.05mm。該公司用兩年多時間完成了3條碳堆內(nèi)構件生產(chǎn)線的85大類、3500 多件高精密堆內(nèi)構件，從軟件開發(fā)到數(shù)控系統(tǒng)、再到鏜、磨、銑削和自動檢測柔性自動生產(chǎn)線。

深圳沃鵬機械設備有限公司專門生產(chǎn)鋼筋混凝土無損切割設備，產(chǎn)品有混凝土液壓墻鋸機、液壓繩鋸機、金剛石鉆孔機等。橋梁、隧道、高速公路維護和拆除均需這些設備。

杭州大天數(shù)控機床有限公司開發(fā)了陶瓷加工數(shù)控機床，北京精雕研制成功加工玻璃面板機床，尺寸精度可達0.02mm。南京誠友數(shù)控設備有限公司研發(fā)成功石英（陶瓷）坩鍋專用磨床，產(chǎn)品有輕型雙驅龍門加工中心、橫梁驅動小型雕刻機等。福建南安巨輪機械有限公司研制成功多種石材加工設備:數(shù)控紅外線橋切機，新產(chǎn)品誕生1個月內(nèi)售出13臺，該機一機多能，可雙刀切割異形石材、大線條、三維線條。福建晉江和盛機械自主開發(fā)雙鎖緊橋式切石機，最大鋸片直徑3 m，可提高效率10%以上。

加強基礎試驗建全制度提高質(zhì)量

沈陽機床研制HTC4030t數(shù)控車床，床身應用有限元分析三維模擬仿真技術，對抗彎、抗扭、抗震進行分析優(yōu)化，提高了機床剛性、降低了故障率、機床輕量化效果明顯。HTM40100h車銑加工中心集成了三維防碰撞、刀具自動識別、動態(tài)誤差補償技術，在高速電主軸、高速進給零間隙驅動中取得突破。該機應用的高速電主軸裝置和高剛性定位精度B軸裝置獲國家發(fā)明和實用新型專利。沈陽機床將質(zhì)量管理員派到配套件生產(chǎn)企業(yè)去，出現(xiàn)質(zhì)量問題雙方可在現(xiàn)場解決。

寧江THM6250精密臥式加工中心，在研制階段進行換刀機構可靠性試驗及B軸和主軸可靠性試驗，為達到機床高性能、高質(zhì)量、高可靠性他們自制43臺可靠性試驗臺架，保證MTBF達到1000 h以上。

“北一大隈”進行了凸輪換刀機構200萬次性能測試，保障機床在長時間內(nèi)使用無故障。

普利森公司在全國建立了13個服務網(wǎng)點，一些產(chǎn)品在用戶使用中出現(xiàn)問題，服務網(wǎng)點即派人到現(xiàn)場解決問題，近距離1 h到達現(xiàn)場，遠距離在4 h內(nèi)到達。