經(jīng)過多年發(fā)展,我國數(shù)控機床行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品類型及應(yīng)用領(lǐng)域等都有了長足進步,通過數(shù)控機床制造企業(yè)及機床用戶企業(yè)的共同努力,我國的高檔數(shù)控機床也有了較大發(fā)展,已在我國航空航天、船舶、汽車、發(fā)電等高端制造業(yè)得到初步應(yīng)用。我國機床行業(yè)近年來產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅增加。在高檔數(shù)控機床方面,一大批數(shù)控機床關(guān)鍵制造技術(shù)得到突破,多種構(gòu)型的國產(chǎn)五軸聯(lián)動及復(fù)合加工機床實現(xiàn)了在用戶生產(chǎn)現(xiàn)場的小批量應(yīng)用,廣泛用于飛機結(jié)構(gòu)件、大型水輪機葉片等多種復(fù)雜零件的加工,加工材料涵蓋了鋁合金、鈦合金、不銹鋼、復(fù)合材料等。
五坐標數(shù)控龍門機床方面,濟南二機床集團有限公司的XKV27系列龍門移動式五軸聯(lián)動鏜銑床(圖1),配備大扭矩機械式A/C雙擺角數(shù)控萬能銑頭,工作臺面寬度可達5m,長度可達40m,已在鞍鋼重型機械有限責(zé)任公司、上海航天設(shè)備制造總廠應(yīng)用。中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的G5 2560 ABJ五坐標數(shù)控龍門銑床配備A/B擺角式機械主軸頭,適用于鈦合金、合金鋼等復(fù)雜飛機結(jié)構(gòu)件加工,目前已在中航工業(yè)成飛等多家飛機制造企業(yè)應(yīng)用。
五坐標立式加工中心方面,以沈陽中捷的VMC 25100U(圖2)、中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的V5 1030 ABJ為代表的國產(chǎn)五坐標立式低速加工中心(A/B擺角)已在中航工業(yè)成飛用于飛機鈦合金零件加工,除部分指標及整機可靠性略低外,這兩款機床的零件加工能力與Rambaudi公司的1201機床接近,基本滿足鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的五軸加工需求。
五坐標橋式機床方面,中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的B5 2580 E橋式五坐標高速數(shù)控龍門銑床工作臺尺寸為2.5m×8m,主軸轉(zhuǎn)速達到24000r/min,已有多臺在我國航空制造企業(yè)應(yīng)用。濟南二機床集團有限公司的XHSV25系列機床配備大功率、高轉(zhuǎn)速雙擺角數(shù)控萬能銑頭,工作臺面最大寬度可達5m,長度最大可達30m,已在航天二院二八三廠應(yīng)用。車銑復(fù)合機床方面,北一機床的XKA 28105X300超重型數(shù)控龍門車銑復(fù)合機床已在哈爾濱汽輪機有限公司投入使用。
數(shù)控系統(tǒng)方面,中高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)取得明顯進展,部分國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已配套五軸聯(lián)動數(shù)控機床。數(shù)控機床功能部件方面,形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能部件,部分性能指標已接近國際先進水平。
我國數(shù)控機床行業(yè)已基本解決高端產(chǎn)品的有無問題,但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場需求的矛盾尚未得到有效緩解,仍面臨主機大而不強,高檔數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件發(fā)展滯后,技術(shù)服務(wù)能力不足等問題。國內(nèi)機床行業(yè)近幾年的快速發(fā)展以中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能擴充為主,高檔數(shù)控機床的研發(fā)投入不足,導(dǎo)致我國機床行業(yè)存在主機大而不強的問題,這也是近兩年受全球金融危機影響,我國大部分機床企業(yè)產(chǎn)值、利潤不斷下滑的主要原因。推進高檔數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化,提高國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在國家重點行業(yè)的占有率,是我國機床行業(yè)擺脫當(dāng)前困境,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵,為此,我國機床企業(yè)在發(fā)展高檔數(shù)控機床的過程中需解決以下問題:
(1)國產(chǎn)高檔數(shù)控機床可靠性和性能穩(wěn)定性較差。目前已投入實際生產(chǎn)應(yīng)用的國產(chǎn)高檔數(shù)控機床一般采用國外進口的數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件,在加工性能方面與進口機床沒有太大差距,但機床輔助部件故障率較高,直接推高了整機的故障率。此外,由于部件裝配和調(diào)試技術(shù)水平不足,國產(chǎn)機床的精度、動態(tài)特性等比國外機床稍差,且上述性能在應(yīng)用過程中的下降速度要高于國外機床。
(2)國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)及關(guān)鍵功能部件等主機配套產(chǎn)品還有待加強。近年來,國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)廠以西門子、法拉克等國外高檔數(shù)控系統(tǒng)為對標,在多軸聯(lián)動加工、繞刀具中心旋轉(zhuǎn)(RTCP)、誤差補償?shù)确矫孢M行了大量的功能開發(fā),但仍與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)存在差距,體現(xiàn)為機床的加工精度無法滿足要求。功能部件方面,以高速主軸、A/C雙擺角數(shù)控銑頭為代表的關(guān)鍵功能部件已實現(xiàn)研發(fā)突破,但仍停留在小批生產(chǎn)階段,還缺乏在生產(chǎn)現(xiàn)場的批量應(yīng)用。
(3)針對用戶加工工藝需求的技術(shù)服務(wù)能力不足。國外數(shù)控機床企業(yè)很早就針對用戶的具體加工對象,提供包括機床、典型工藝方案及切削參數(shù)等在內(nèi)的一攬子解決方案,由于用戶采購高檔數(shù)控機床一般針對實際零件加工需求,這種圍繞產(chǎn)品加工需求的全套解決方案受到用戶的普遍歡迎,這也是國外高檔數(shù)控機床在國內(nèi)熱銷的重要原因。目前,國內(nèi)機床企業(yè)由于缺乏對用戶產(chǎn)品加工工藝的了解,目前還無法提供全套解決方案,提供的技術(shù)服務(wù)也只針對機床本身,影響了國產(chǎn)機床在用戶現(xiàn)場的應(yīng)用效果。
制造業(yè)是推動經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)動機,而數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵核心裝備,其發(fā)展一直受到國家和相關(guān)行業(yè)的高度關(guān)注。近些年隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,我國機床行業(yè)有了長足的進步,產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量和系列規(guī)格都有了很大提升,而國民經(jīng)濟發(fā)展中急需的高檔數(shù)控機床過度依賴進口的局面已有所改善。受累于低迷的世界經(jīng)濟形勢,我國機床行業(yè)從2011年下半年進入下行狀態(tài),在國產(chǎn)數(shù)控機床行業(yè)總產(chǎn)值及利潤紛紛下滑的情況下,高檔數(shù)控機床的需求卻穩(wěn)步上升,成為我國機床行業(yè)當(dāng)前發(fā)展的一大亮點,高檔數(shù)控機床也成為我國機床行業(yè)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的重要著力點。高檔數(shù)控機床技術(shù)含量高、附加值高,已成為我國機床行業(yè)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級的優(yōu)選方向。目前我國高檔數(shù)控機床整體上已有較大提升,整機、數(shù)控系統(tǒng)及部分關(guān)鍵功能部件已接近國際先進水平,并在航空航天、船舶等高端制造企業(yè)小批量應(yīng)用。在當(dāng)前國產(chǎn)高檔數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化階段,推動其在國家重點行業(yè)的推廣應(yīng)用是關(guān)鍵,需要我國機床企業(yè)、科研院所及機床用戶緊密合作,緊跟用戶最新需求。 我國高檔數(shù)控機床近幾年得到快速發(fā)展,航空航天、船舶等高端制造業(yè)作為用戶企業(yè),其在促進我國高檔數(shù)控機床發(fā)展中發(fā)揮的重要作用也得到業(yè)內(nèi)專家的廣泛認可,緊密結(jié)合用戶企業(yè)的未來需求成為我國高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化及批量應(yīng)用的重要保障。