数控机床是制造业的“母机”,是衡量一个国家制造业水平和竞争力的重要指标。近日,有媒体报道称,中国自主研发高端数控机床实现突破,打破了国外技术壁垒,达到了世界一流水平。这究竟是真的吗?中国数控机床技术到底有多强?
但是,规模并不等于实力。从技术层面来看,中国数控机床技术虽然在一些领域和应用场景实现了与国外同步甚至领先的水平,比如高速铣削、高速切削、超精密加工、复合加工、五轴联动加工等,但是在高端数控机床的整体性能、可靠性、智能化等方面,还有一定的差距。
在制造业领域,日本和德国依旧是一路领先的领跑者,特别是工业之母—机床。夸张一点的说,没有机床就没有航母、高铁甚至是战斗机。
机床,是指制造机器的机器,亦称工作母机或工具机。机床的上游包括钢铁、铸造职业,下游则关乎着汽车、铁路、风电、核电、船只制作、航空运输以及国防军工业。
如果说制造业是一个国家的根底和命脉,那机床则是制造业的重中之重。我国的机床行业最早就在夹缝中艰难前行。
在夹缝中艰难前行
我国的工业起步晚、技能落后,并且几乎是在一穷二白的境况之下开始的,机床行业也不例外。
1958年,在前苏联的帮助之下,我国研制出了第一台数控机床,从此开端数控机床之路。到了六十年代,欧美对我国进行技能封锁,前苏联也停止了对我国的帮助,机床行业就自立更生,开展出18家骨干企业,也就是后来的机床职业“十八罗汉”,
包括济南第二机床厂、上海机床厂、重庆机床厂、南京机床厂、无锡机床厂、武汉重型机床厂、长沙机床厂、天津第一机床厂、昆明机床厂等。这18家企业默默地支撑着我国整制造业的发展。到了1965年年末,这些企业累计制造的高精度精细机床种类已经达到26种。
我国机床企业一直在夹缝中生存。不仅高端机床和技能被约束进口,并且中国本土厂商也在被外来企业不断蚕食。
在我国的高端机床市场,FANUC、MAZAK、大隈、牧野,DMG、哈默,哈斯这样的国际一线机械出产企业,凭借着尖端的技能和高超的品质牢牢把控着主导地位。而在“第二军团”,台湾的丽驰、友嘉、东台、台中精机等设备又成为大陆企业比较强劲的竞争对手。一部分的国产企业由于短少技能,只能沦为最低端机床的出产商,机床价格低廉、品质规范化办理方面差、故障率高,甚至还有一些企业仅仅代装组装机床,用户需要自行购买光机、数控系统、丝杆、刀库等部件。
外国人在中国市场瓜分蛋糕
改革开放以后,先进的技能和机床流入我国,受外来技能的冲击,原本落后的机床技能现已不能满足出产需要。十八家企业经历了破产、吞并、重组,外资企业纷纷在我国建厂,民营机床企业也正式进入商场。
日本人曾经说,“没有日本的机床,我国的汽车工业将寸步难行。我国对于日本的依赖,只会越来越加强而不会越来越弱。”如果事实的确如此,那就意味着,日本的工业越来越有能力操控我国的工业。尽管这话听起来有点不讨喜,但是我国在部分工业领域的弱项却是不争的事实。
我国数控机床与世界先进厂商的差距
在机床行业,机床单机智能化和自动控制化是机床工业发展的方向,其高精、高细、高速、柔性智能是现代工业智能制造的标志。现代装备业正在向极端制造方向发展,一是越来越高大,二是越来越细小,三是越来越复杂,生产工艺高度集成。
我国机床行业经过几代人的拼搏已成为世界第三大机床生产国,但是国产机床与国外的高端机床相比还有一定的差距,主要表现在以下几个方面:
1.在产品水平、制造工艺和加工精度上,国产数控机床加工中心与国外同类公司产品相比差距主要在机床的高速、高效、精密以及一体化加工等方面。
对于高速加工中心,国外机床在进给驱动上滚珠丝杠驱动的加工中心快速进给大多在40m/min以上,国内加工中心快速进给大多在30m/min左右,个别达到60m/min。国外高速加工中心主轴转速一般都在12000~25000r/min。
此外国外卧式加工中心都装有机床精度温度补偿系统,加工精度比较稳定,而国内尚在研发中。国外加工中心定位精度基本上按德国标准验收,行程1000mm以下定位精度可控制在0.006-0.01mm以内,而国内定位精度相对较低。另外为适应未来加工精度提高的要求,国外不少公司还都开发了坐标镗精度级的加工中心。
2.生产高端机床的关键材料有差距:中国机床的关键零部件和材料主要依赖进口,对于高精度零部件的加工和装配需要高品质的材料支持,而目前国内的关键材料还需要在质量上进一步提高,这是国产机床在竞争中的一个瓶颈。
比如控制器,其是数控机床核心,相当于电脑的CPU,是制造数控机床的关键技术。然而目前以日企FANUC和德企SIEMENS为首的控制器巨头的产品占有市场80%以上,高端产品不仅垄断而且限制我国进口。
3.技术创新方面:虽然在技术创新上国内机床正在采取积极的措施,但与国外相比还需加强自主创新力度和技术创新。发达国家在精密加工技术、数控技术、先进成形和开模技术等方面有着显著优势。可喜的是在中高端机床领域我国已实现从无到有,突破中高端机床工具产品主要规格品种基本实现由不能做到能做的升级和跨越。与此同时企业综合素质得到普遍提升,一批具有较强市场竞争力的企业开始涌现。
4.质量和可靠性方面:与国际水平相比中国机床质量和可靠性还有差距,在机床设计加工和检测等方面需要加强质量控制和质量检查,同时市场也需要提高对产品质量的要求,为质量和可靠性提供更大的空间和压力。
5.机床用直线导轨方面:机床用直线导轨是影响机床加工精度的重要因素之一,德国生产的直线导轨精度极高达到微米级,而我国生产的直线导轨在精度和稳定性方面还有待提高。
尾声
综上所述中国与世界机床厂商的差距主要表现在制造工艺和加工精度、关键材料技术创新质量和可靠性以及机床用直线导轨等方面。为了提高国产机床的竞争力需要加强技术创新和技术研发,提高制造工艺和加工精度以及加强质量控制和质量检查等方面的工作。
当然,我们也不必妄自菲薄。目前,国内有很多优秀的机床企业,仍然在不断努力进步中。