近年來,國內(nèi)機床產(chǎn)業(yè)有力地支撐了發(fā)電設(shè)備行業(yè)的高速發(fā)展,但不容否認,在滿足其高端需求方面,還存在一些不足。那么,作為主要用戶之一,發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域?qū)ξ覈臋C床產(chǎn)業(yè)究竟有著什么樣的期許?對機床產(chǎn)業(yè)下一步的發(fā)展,又有什么樣的建議和要求呢?
基本滿足尚有缺憾
發(fā)電用透平機械產(chǎn)品屬于重型、精密裝備,重量尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件多(達數(shù)萬個),通常處于高溫高壓非定常流動介質(zhì)條件下工作,工作轉(zhuǎn)速高達3000rpm,要求長期、穩(wěn)定、連續(xù)運轉(zhuǎn),使用壽命20~60年———高效率、高可靠性必然要求透平機械零部件具有極高的加工精度和質(zhì)量,也就是說,必然需要高效率、高精度的數(shù)控加工機床來保證。
為盡快扭轉(zhuǎn)機床行業(yè)“大而不強”的局面,國家將發(fā)展高檔數(shù)控機床列入了《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020)》確定的16個重大專項之一,其目的在于重點開發(fā)研制航空航天、船舶、汽車制造、發(fā)電設(shè)備等需要的高檔數(shù)控機床,滿足國內(nèi)主要行業(yè)需求的使命。
據(jù)了解,“十一五”期間,“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備重大專項”共立項課題268個,安排經(jīng)費90多億元,參與研發(fā)人員超過1萬名。
“國家重大專項提出要發(fā)展高檔數(shù)控機床,所謂‘高檔’就體現(xiàn)在切削速度、加工精度、可靠性、穩(wěn)定性等方面,”中國東方電氣集團東方汽輪機有限公司的一內(nèi)部人士表示,總體來說,在滿足發(fā)電設(shè)備加工需求方面,國內(nèi)的數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)這些年有不少進步,國產(chǎn)化也在逐步推進。
在梁維燕看來,目前國產(chǎn)的數(shù)控機床已基本能滿足國內(nèi)需要?!拔遄鴺寺?lián)動銑床等已經(jīng)研發(fā)出來了,但用戶大部分還是進口瑞士的產(chǎn)品,這期間有一個逐步建立信心的問題?!?/FONT>
對此,中國電器工業(yè)協(xié)會一位老專家也表示,“現(xiàn)在幾乎所有的國產(chǎn)機床都可以選用,但高檔數(shù)控機床和一機多用的加工中心等還趕不上國外的?!?/FONT>
提及五坐標銑床加工中心,上述來自東汽的人士說:“目前國產(chǎn)的也有,東汽自己也在做,但可靠性、加工效率和精度均不如瑞士、德國的,國外設(shè)備故障率比較低?!?/FONT>
“同時,大型的龍門鏜、銑床還是進口的多,”他表示,比如長度12米、寬度7米以上的龍門銑,鏜桿直徑到260毫米以上的鏜床?!?/FONT>
“發(fā)電用數(shù)控機床批量小但精度要求很高,目前一些設(shè)備國內(nèi)的達到了要求,但用戶也愿意選擇進口,這就需要國內(nèi)的機床企業(yè)不斷地改進工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量?!彪娖鲄f(xié)會的專家稱。
七大建議直指軟肋
那么,下一步機床行業(yè)怎樣才能更好地滿足發(fā)電設(shè)備領(lǐng)域的需求呢?
在該領(lǐng)域,相比電站鍋爐、發(fā)電機,汽輪機對機加工的精度要求更高也更為嚴格,因此,來自汽輪機企業(yè)一線的說法也堪稱最有代表性了。而提及此話題,上述來自東方汽輪機有限公司的人士感慨萬千。
結(jié)合多年來的一線經(jīng)歷,他拋出了七點建議,或者說是希望:
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第一,著力提高數(shù)控設(shè)備水平,從而提高發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的競爭力和水平。
我國的制造業(yè)要實現(xiàn)從大國到強國、低端到高端、中國制造到中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變,必須要靠技術(shù)創(chuàng)新。當前經(jīng)濟的飛速發(fā)展使得制造技術(shù)正在發(fā)生較大變化,但是,我國目前還只是非創(chuàng)新產(chǎn)品的制造大國,是靠勞動力、價格、資源等方面的優(yōu)勢,才在低端產(chǎn)品上占有一席之地。
數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備,是關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合國力的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。“為了滿足發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的需求,國家每年花費大量美元引進數(shù)控機床,使我國的數(shù)控設(shè)備快速增長。但與德國、日本等相比,我國制造業(yè)的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用水平還太低。面對這種挑戰(zhàn),著力提高數(shù)控設(shè)備水平、掌握高速高效高精加工技術(shù)具有重大意義?!彼硎?。
數(shù)控機床的市場需求量越來越大。該人士舉例說,如東汽公司近些年的數(shù)控化改造和震后重建采購了大量的進口數(shù)控機床,據(jù)不完全統(tǒng)計:東汽2006年進口數(shù)控機床費用為1.187億元,2007年達7.438億元,2008~2009年為10.6億元(包括重建)。
對此,上述中國電器工業(yè)協(xié)會的專家也表示,電工領(lǐng)域很多企業(yè)都面臨著搬遷或者擴建,同時還要實現(xiàn)技術(shù)改造和產(chǎn)品的升級換代等,這都需要大量先進的機加工設(shè)備,業(yè)內(nèi)對數(shù)控機床的需求量非常大。
第二,機床行業(yè)要研究解決我國數(shù)控機床生產(chǎn)的瓶頸問題,著力提高數(shù)控機床功能部件的設(shè)計和制造水平,加快數(shù)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)。
我國機床產(chǎn)業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)之一便是數(shù)控系統(tǒng),而它相當于數(shù)控機床的“大腦”?!耙惶崞饠?shù)控系統(tǒng),大家想到的就是西門子、發(fā)那科等,他們的數(shù)控系統(tǒng)軟件功能強大而且性能穩(wěn)定,國內(nèi)高檔次的數(shù)控系統(tǒng)幾乎全都是進口的。”
據(jù)了解,“十一五”期間,我國在數(shù)控系統(tǒng)方面已開發(fā)出多軸多通道、總線式高檔數(shù)控裝置產(chǎn)品,武漢華中數(shù)控股份有限公司等已完成50臺套開放式全數(shù)字高檔數(shù)控裝置生產(chǎn)。
“國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展很快,但畢竟剛剛開始產(chǎn)業(yè)化,還處于起步階段,還在追趕國外。”
他表示,此外,差距還表現(xiàn)在機電一體化方面,“在高速切削上,國外可以達到上萬轉(zhuǎn)甚至幾萬轉(zhuǎn),保證了加工的效率、速度、精度,但國內(nèi)的轉(zhuǎn)速只有幾千轉(zhuǎn),不如國外技術(shù)成熟?!?/P>
目前我國功能部件生產(chǎn)的現(xiàn)狀是各機床廠家自行研制、專業(yè)廠家少、研發(fā)隊伍不強、功能部件產(chǎn)品不成系列、品牌產(chǎn)品太少、研發(fā)時間過長。而要優(yōu)質(zhì)快速地生產(chǎn)數(shù)控機床,必須先要優(yōu)質(zhì)快速地生產(chǎn)數(shù)控機床的刀庫、機械手、主軸單元、滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌等功能部件。
“要解決這些瓶頸問題,必須改變生產(chǎn)方式和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),國家應(yīng)當扶持功能部件的專業(yè)廠,集中研究功能部件的設(shè)計和工藝方法,加大數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)力度?!彼麖娬{(diào)說。
第三,數(shù)控機床水平亟待提高。
數(shù)控機床的發(fā)展方向是智能化、網(wǎng)絡(luò)化、高速化、高精度、復(fù)合化、環(huán)?;木群蛣傂陨蟻碚f,德國和瑞士的機床最好,總體情況是德國的水平最高,日本的產(chǎn)值最大?!皬臇|汽近幾年在招標采購數(shù)控機床時的情況來看,在產(chǎn)品水平上,國產(chǎn)數(shù)控機床與國外機床相比還存在一定差距?!?/P>
該人士以加工中心和數(shù)控車床為例,做了對比:
比如高速加工中心,國外機床在進給驅(qū)動上,滾珠絲杠驅(qū)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(qū)動的加工中心已實用化。國內(nèi)加工中心快速進給大多在30m/min左右,而且直線電機驅(qū)動的加工中心僅試制出樣品。國外高速加工中心主軸轉(zhuǎn)速一般都在1.2萬~2.5萬r/min,在結(jié)構(gòu)上都采用適應(yīng)于高速加工要求的龍門式結(jié)構(gòu)。
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(tǒng),加工精度比較穩(wěn)定,而國內(nèi)尚在研發(fā)中。國外加工中心定位精度基本上按VDI標準驗收,行程1000mm以下,定位精度可控制在0.006~0.01mm以內(nèi),而國內(nèi)定位精度相對較低。另外,為適應(yīng)不斷提高的加工精度提高的要求(如東汽生產(chǎn)的重型燃機轉(zhuǎn)子的精度已達到極端制造的精度要求),國外不少公司還都開發(fā)了更高精度的加工中心。
在數(shù)控車床方面,數(shù)控車床國產(chǎn)功能少精度低,進口功能多功率大精度高。國產(chǎn)的大多為經(jīng)濟型數(shù)控車床,多功能數(shù)控車床和車削中心生產(chǎn)量較少;而國外生產(chǎn)的基本上是多功能數(shù)控車床和車削中心。國外車削中心具有雙主軸、雙刀塔、Y軸、C軸,甚至還裝有B軸,功能多。國外數(shù)控車床的主軸轉(zhuǎn)速和主軸功率一般都高于國產(chǎn)數(shù)控車床。另外還能生產(chǎn)提供適合于高強度耐熱合金加工和鈦合金加工的大功率、高剛度數(shù)控車床和車削中心以及以車代磨的精密數(shù)控車床和車削中心,而此類產(chǎn)品國內(nèi)基本處于空白。另外主軸精度如該公司采購濟根的3500×15000數(shù)控臥車可達到0.007mm,采購?fù)瑯右?guī)格國產(chǎn)機床是0.03~0.04mm,而且不穩(wěn)定。
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第四,先進切削技術(shù)亟待研究并推廣應(yīng)用。
據(jù)介紹,在加工技術(shù)方面,國外已對高速加工技術(shù)進行了多年的研究,對高速加工的機理、機床結(jié)構(gòu)、機床剛性和精度的影響等也都有了系統(tǒng)的研究,并開發(fā)生產(chǎn)了各種高速銑削中心、高速加工中心,廣泛應(yīng)用于航空鋁合金零件和模具加工上。國外已將多軸加工技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種類型機床上,且其品種和需求量正在擴大,而我國僅開發(fā)出新品,只有個別產(chǎn)品通過了生產(chǎn)驗證。東汽采購的多軸數(shù)控機床絕大多數(shù)為進口。
“干切削和半干切削技術(shù),因為與環(huán)保相關(guān),國外特別重視,”他介紹說,半干切削———少潤滑油潤滑技術(shù)當前得到了應(yīng)用,干切削技術(shù)也在齒輪加工的高速滾齒機上得到應(yīng)用,今后將是發(fā)展趨勢。
第五,機床廠本身的制造能力和制造技術(shù)有待提高。
據(jù)介紹,我國機床制造企業(yè)的制造技術(shù)如主軸的精磨加工、主軸箱精加工、導(dǎo)軌精加工等基本上與國外相當,但是總體制造技術(shù)與國外相比差距很大。
“我國機床制造企業(yè)的設(shè)備數(shù)控化率僅占3%~5%,機床零件的尺寸一致性主要靠人工保證,產(chǎn)品質(zhì)量受人的因素影響較大,交貨期也很難保證。國外機床制造企業(yè)的制造設(shè)備大多數(shù)為數(shù)控機床,有的企業(yè)采用了柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)和智能網(wǎng)絡(luò)制造技術(shù),通過計算機網(wǎng)絡(luò)和智能生產(chǎn)中心對整個生產(chǎn)過程實行智能管理和監(jiān)控?!彼f。
第六,可靠性、交貨能力、服務(wù)質(zhì)量有待提高。
與國外產(chǎn)品相比,國產(chǎn)數(shù)控機床在機床可靠性上存在明顯差距。國外機床的平均無故障時間(MTBF)都在5000小時以上,而國產(chǎn)機床則大大低于這個數(shù)字?!皣a(chǎn)機床故障率很高,”他介紹說,這家公司采購的國內(nèi)知名機床廠的臥車、鏜床,機械、電氣、液壓系統(tǒng)故障頻發(fā),尤為嚴重的是機床泄漏(油、液、氣)嚴重。
與國外相比,國產(chǎn)數(shù)控機床的交貨期相對較長。國外一般數(shù)控機床交貨期約為3個月,稍復(fù)雜的為5~6個月,大、重型機床為12~14個月。國內(nèi)機床廠合同簽訂后,遲遲不能交貨,有的拖期達兩年,在這方面東汽感受頗多。
不少國外企業(yè)設(shè)立演示培訓(xùn)中心,一方面演示推銷產(chǎn)品,一方面對用戶操作人員進行技術(shù)培訓(xùn)。售前服務(wù)做得很好,充分了解國內(nèi)企業(yè)技改項目動向,主動上門向潛在用戶介紹產(chǎn)品,而且其維修服務(wù)人員水平和素質(zhì)相對較高,具有機、電兩個方面的知識,排除故障能力強。而國內(nèi)企業(yè)大多服務(wù)不夠及時,維修服務(wù)人員綜合素質(zhì)和排除故障的能力相對較差。
第七,工具行業(yè)應(yīng)加強高性能、復(fù)雜刀具開發(fā)應(yīng)用,著力提高數(shù)控機床的功效。
隨著數(shù)控機床向高速度、高精度、智能、復(fù)合、環(huán)保方面發(fā)展,對數(shù)控刀具提出了“高精度、高效率、高可靠性和專門化”的新要求。國產(chǎn)數(shù)控刀具技術(shù)嚴重滯后,在壽命、可靠性等方面差距明顯,無論在品種、性能和質(zhì)量上都遠遠不能滿足發(fā)電設(shè)備制造業(yè)的要求。由于國產(chǎn)刀具品種少、壽命低,嚴重影響數(shù)控機床效率的發(fā)揮。
“國內(nèi)高檔數(shù)控機床用的刀具大多進口,其比例可達百分之八九十,尤其是硬質(zhì)合金刀具,國內(nèi)幾乎還沒有一家的產(chǎn)品可以替代國外的?!彼嘎叮麄児具M口的數(shù)控機床,配備了大量進口數(shù)控刀具,由于價格昂貴,使制造成本大幅增加。據(jù)工具管理部門統(tǒng)計,他們公司年進口數(shù)控刀具:2007年超過1.4億元,2008年超過1.1億元,2009年超過2億元?!?/P>
因此,他建議說,工具行業(yè)加強高性能刀具、復(fù)雜刀具的開發(fā)應(yīng)用,推廣陶瓷、金剛石刀具和立方氮化硼超硬刀具,提高硬質(zhì)合金刀具的應(yīng)用比例,發(fā)展各種專用刀具;研究和開發(fā)刀具涂層新材料和新工藝;鼓勵引進先進技術(shù)和設(shè)備,提高專業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模和水平,以期提高數(shù)控機床的功效。
閱讀延伸:
中國機床工具工業(yè)協(xié)會曾于2007年下半年組織大量人力對與機床有關(guān)的部分重點用戶行業(yè)進行調(diào)研,進一步了解當前重點用戶行業(yè)對機床的需求情況,以及中長期發(fā)展對機床的需求預(yù)測。其中,電力行業(yè)需求如下:
電力工業(yè)裝備要包括兩大部分,即發(fā)電設(shè)備和電網(wǎng)設(shè)備。其中:發(fā)電設(shè)備分為煤電、水電、核電、風(fēng)電和氣電等;電網(wǎng)設(shè)備主要為超高壓輸變電設(shè)備:包括變壓器、斷路器、電抗器、互感器、電容器、隔離開關(guān)等??傊娏I(yè)需要的重點機床比較復(fù)雜。
?。?)煤電、核電和水電等發(fā)電設(shè)備。當前,我國仍然以火力發(fā)電為主,水力發(fā)電在快速增加,并將逐漸增加核能發(fā)電,這些發(fā)電機組的生產(chǎn)都需要大型、重型加工設(shè)備。加工一個重達200多噸的60萬千瓦汽輪機轉(zhuǎn)子,需要同轉(zhuǎn)直徑3.5~4.0米、長15~20米的重型臥車;加工渦輪葉片需要五軸聯(lián)動加上中心;加工中壓缸、高壓缸需20米數(shù)控立車,鏜桿直徑200~260毫米的數(shù)控落地銑鏜床,龍門寬7.5~8米,長22米的數(shù)控龍門鏜銑床等。
(2)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機組要求可靠、壽命周期長,因此零部件的精度、功能要求高,如變速箱中的箱體孔、軸、齒輪等的精度要求達到5級,內(nèi)齒輪的精度要求達到6級,壽命不小于20年,保用期5年。目前尚要采用圓柱內(nèi)和圓錐齒兩種,需要加工的零部件主要為變速箱體、箱蓋和大型齒輪、齒圈,所需要的主要設(shè)備為各種大型臥式加工中心、龍門加工中心和龍門鏜銑床、落地銑鏜床、大型立式滾齒機、插齒機等。此外,需要制作長達幾十米的葉片(目前達到半徑超過60米),制作高達幾十米(目前已超過80米)和直徑幾米(其內(nèi)部具有人可以上下的裝備)的大型塔柱等,需要各種大型成形加工設(shè)備。
(3)電網(wǎng)輸變電設(shè)備。輸變電設(shè)備在電力行業(yè)中的作用越來越重要,為了減少在輸送電過程中的損耗,
電壓越來越高,規(guī)格做得越來越大。所需要的相應(yīng)設(shè)備主要有加工變壓器矽鋼片的沖壓設(shè)備,鋼結(jié)構(gòu)加工的數(shù)控成套設(shè)備,如鐵塔型鋼成套加工設(shè)備,包括切斷、數(shù)控角鋼沖孔、鉆孔、開槽復(fù)合機等,為成形機床行業(yè)提供了廣闊的市場空間。
(轉(zhuǎn)載)