為深入了解重點用戶行業(yè)對
機床的需求,進一步密切產需關系,加強與用戶的溝通,以便更好地為用戶服務,中國機床工具工業(yè)協(xié)會于2007年下半年組織大量人力對與機床有關的部分重點用戶行業(yè)進行調研。通過調研進一步了解了當前重點用戶行業(yè)對機床需求情況,以及中長期發(fā)展對機床的需求預測,對落實“高檔
數(shù)控機床與基礎制造裝備”重大專項方案的實施,以及加快振興機床裝備制造業(yè)有推動作用;對企業(yè)的發(fā)展方向、開發(fā)新產品的決策有導向作用。現(xiàn)將各行業(yè)對機床
設備的需求情況摘要刊出,供大家參考。
一、各行業(yè)重點需求情況
l 航空工業(yè)
航空工業(yè)所涉及的范圍越來越大,產品越來越多,其主要產品分為軍用飛機、民用飛機、機載設備、非航空設備網大類,其重點是前兩類。
飛機制造所需要的機床主要用于加工發(fā)動機、機身(含機頭、機翼、尾翼等)、機載設備(控制儀表、救生、通訊、戰(zhàn)術導彈等設備)。
(1)發(fā)動機加上設備:飛機的發(fā)動機種類很多,加工方式大同小異,所需設備以高
精度數(shù)控機床為主,如加工箱體的四軸以上聯(lián)動臥式
加工中心和立式加工中心、加工葉片的五軸聯(lián)動葉片加工中心、加工主軸用
數(shù)控車床、高精度
數(shù)控磨床等。
(2)機身(包括機頭、機翼、尾翼等)加工設備:該類零部件主要是大型
框架結構,材料以
鋁合金、
鈦合金等為主。其加工工藝也是大同小異,設備以
數(shù)控龍
門式機床為主,如
數(shù)控龍門鏜銑床、數(shù)控
龍門加工中心、
數(shù)控落地銑鏜床、數(shù)控五軸聯(lián)動龍門加工中心等。
(3)機載設備加工設備:由飛機載設備種類很多,所需設備也比較復雜,一般需要規(guī)格較小的高精度、高速數(shù)控機床,如中小型高精度立式加工中心、高精度數(shù)控
車床、數(shù)控
磨床等。
(4)飛機起落架的加工設備:飛機起落裝備所需材料比較特殊,起落
支架采用高
強度的鈦合會等材料,加工難度大。其毛坯需要萬噸
壓力機鍛造成型,機械加工需要數(shù)控落地銑
鏜床、龍門五軸聯(lián)動加工中心等設備。
2 兵器工業(yè)
兵器工業(yè)中高新技術武器裝備,坦克和裝甲車發(fā)動機的五大零部件,變速箱、驅動軸等加工與大型汽車的加工沒備有不少相同之處,需要大量各種高檔數(shù)控機床,只是因批量較少使用單機加上的較多。此外,特殊材質
厚鋼板的加工,需求大量各種
切割機床和
板材焊接設備等。
(1)高新技術武器裝備:包括精確打擊、兩棲突擊、遠程壓制、防空反導、信息夜視、高效毀傷等武器,大多需要高精度數(shù)控機床,如高精度加工中心、高精度數(shù)控車床、高精度數(shù)控磨床以及精密數(shù)控齒輪加工機床等。
(2)各種大型火炮等重武器制造設備:主要需要大型立式和臥式加工中心、數(shù)控
龍門鏜銑床、數(shù)控車床、數(shù)控深孔鉆等設備。
(3)中小型武器加工需要的設備:這類武器的特點是要求
加工精度高、功能多的五軸聯(lián)動機床,以及大批量高效率生產,自動化程度高的機床。
(4)其它需要的設備:如工業(yè)CT檢測儀、光學
鍍膜機、多自由度振動臺和一些分析儀器、檢測儀器等。
(5)專用機床:槍炮來復線的拉線機;槍彈生產的多工位壓力
沖床;加工小直徑長孔的深孔鉆機床等。
3 船舶工業(yè)
根據(jù)《船舶配套業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃綱要》,到2010年實現(xiàn)優(yōu)勢產品生產能力大幅度提高,基本掌握重點產品的關鍵制造技術,自主研發(fā)取得一定突破。主要是產業(yè)規(guī)模快速擴大,本土生產的船用設備裝船率到60%以上,實現(xiàn)船用設備年銷售收入500億元,形成一批具有較強國際競爭力的船用設備專業(yè)化生產企業(yè)。
船舶工業(yè)需要的主要有船體加工沒備、焊接設備、
涂裝設備、機加工設備和檢測設備。
(1)船體加工多為專用沒備:如卷邊設備、校平設備、壓力機、折邊機、
型鋼彎曲機、剪板機、刨邊機、
光電跟蹤
切割機、
數(shù)控切割機、拋丸除銹設備等。
(2)船用柴油機機體制造設備:主要是重型和超重型龍門鏜
銑床、數(shù)控落地銑鏜床、人型數(shù)控臥式鏜銑中心,多軸五聯(lián)動數(shù)控鏜銑床、數(shù)控
立式車床、大型數(shù)控成型砂輪磨齒機。
(3)曲軸等零件加工設備:主要是
曲軸銑床、大型曲軸車銑中心、大型
曲軸磨床等。
(4)螺旋推進器制造設備:需要大型五軸立式車銑中心、多軸五聯(lián)動數(shù)控落地銑鏜床、多軸五聯(lián)動數(shù)控銑鏜中心、大型數(shù)控立式車床等。
(5)船用機械和儀表制造設備:需要五軸立臥轉換加工中心、五軸車銑中心、臥式加工中心、大型數(shù)控落地銑鏜床、數(shù)控立式車床、各種規(guī)格的數(shù)控車床和
車削中心等。
4 汽車工業(yè)
汽車產業(yè)對數(shù)控機床的基本要求,可以歸納為:高效柔性、精密可靠、環(huán)保成套。汽車產業(yè)發(fā)展對機床行業(yè)有著巨大影響。汽車生產按工藝流程,大致可分為十幾條
生產線,如發(fā)動機(缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿等)、變速箱、底盤零件、
沖壓、焊接、
涂裝、總裝及
鑄造、鍛造、
熱處理等生產線。
(1)發(fā)動機制造設備:主要是加工缸體、缸蓋、曲軸、凸輪軸、連桿等生產線設備。該類設備大多是高效、高性能、高
可靠性數(shù)控機床和專用數(shù)控機床。其中:缸體、缸蓋及變速箱體加上柔性生產線大多由臥式加工中心組成;變速箱加工設備基本上與缸體的加工設備類似;曲軸加工設備主要是車車拉機床、數(shù)控曲軸內銑或外銑床、數(shù)控曲軸磨床、曲軸
拋光機等設備;凸輪軸加工設備是凸輪軸數(shù)控車床、
凸輪軸磨床等;連桿加工大多為專用設備,如雙端面磨床等。
(2)大型覆蓋件沖壓、涂裝、焊接、總裝等沒備:其中沖壓設備豐要是用于加工大型覆蓋件,如車門、側圍、前后蓋、頂蓋等板材類零件,大型覆蓋件多用沖壓生產線加工,可分為人工上下料和自動上下料兩種,也有采用大型
多工位壓力機代替生產線;涂裝沒備多采用機器人自動
噴涂生產線的方法;焊接設備中部件焊接大多采用懸掛式點
焊機手工焊接的方法,部分整車車身總成焊接采用
焊接機器人的方法焊接;總裝設備大多采用人工裝配和機器人相結合的方法。
(3)鑄造、鍛造、熱處理設備:其中鑄造沒備主要是鑄造發(fā)動機缸體、缸蓋及變速箱等
鑄件,其設備大多采用氣沖造型自動生產線,從
上料、造型、
澆注到清眇等整個過程全自動化,部分中小鑄件采用
壓鑄或其它精密鑄造的方法;熱處理設備主要采用高頻
淬火、滲碳滲氮、
電鍍、涂層及發(fā)藍等方法。
(4)汽車各種零配件生產設備:汽車的零部件有幾千種,需要的機床各式各樣,基本上覆蓋了所有的機床品種。
5 電力工業(yè)
電力工業(yè)裝備土要包括兩大部分,即發(fā)電設備和電網設備。其中:發(fā)電設備分為煤電、水電、核電、風電和氣電等;電網設備主要為
超高壓輸變電設備:包括變壓器、斷路器、電抗器、互感器、電容器、隔離開關等。總之電力工業(yè)需要的重點機床比較復雜。
(1)煤電、核電和水電等發(fā)電設備。當前,我國仍然以火力發(fā)電為豐,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)電機組的生產都需要大型、重型加工設備。加工一個重達200多t的60萬kW汽輪機轉子,需要同轉直徑3.5~4.0m、長15~20m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20m數(shù)控立車,鏜桿直徑200~260mm的數(shù)控落地銑鏜床,龍門寬7.5~8m,長22m的數(shù)控龍門鏜銑床等等。
(2)風力發(fā)電設備。近幾年風力發(fā)電發(fā)展很快,
內蒙古、新疆以及山東、江蘇、廣東等省、自治區(qū)都做了大規(guī)模發(fā)展風力發(fā)電的規(guī)劃。內蒙古自治區(qū)已上報國家和自治區(qū)的風電項目規(guī)模達139萬kW,獲得國家和自治區(qū)核準、批復的有10項,規(guī)模約達64萬kW,其中有6個風力發(fā)電項目已經開工建設,投資約40億元。風力發(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。目前上要采用圓柱內和圓錐齒兩種,需要加工的零部件主要為變速箱體、箱蓋和大型齒輪、齒圈,所需要的豐要設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60m),制作高達幾十米(目前已超過80m)和直徑幾米(其內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沒備。
3)電網輸變電沒備。輸變電設備在電力行業(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。所需要的相應設備主要有加工變壓器矽
鋼片的沖壓設備,
鋼結構加工的數(shù)控成套設備,如鐵塔型鋼成套加工設備,包括切斷、數(shù)控
角鋼沖孔、
鉆孔、開槽
復合機等,為成形機床行業(yè)提供了廣闊的市場空間。
6
工程機械
工程機械的產品種類較多,主要包括挖掘機械、鏟土運輸機械、工程起重機械、工業(yè)車輛、壓實和路向機械、樁工機械、
混凝土機械、鑿巖機械、軍用工程機械等。
工程機械行業(yè)是機床行業(yè)的重要用戶之一。需要較多的機床如各種規(guī)格的立、臥加工中心(加工殼體,變速箱)、數(shù)控車床、數(shù)控磨床、齒輪加工機床、數(shù)控專用機床等;需要大量
鍛壓設備如大型數(shù)控剪板機、
數(shù)控折彎機、數(shù)控切割機、自動上下料的各種壓力機等。此外,還需要焊接機械手、機器人、
噴漆與
表面處理等設備。
7 重型機械
重型
機械制造業(yè)主要是為礦山、能源、原材料等工業(yè)和國防工業(yè)提供重大技術裝備和大型鑄
鍛件,也屬于重要基礎裝備業(yè)之一,主要為國家重大工程項目服務,如鋼鐵行業(yè)的大型冷熱
軋機、石油化工的鉆探和加工設備、大型電站設備、地下核試驗、航天發(fā)射、各種大型軍工裝備(如核潛艇壓力殼、大型軍艦等),為汽車工業(yè)、水利建設等部門提供了大量的技術裝備。為了完成如此多的重大工程項目任務,需要大量高檔數(shù)控機床,如數(shù)控重型立式和臥式車床、大型立式和臥式加工中心、數(shù)控龍門加工中心(含龍門五面體加工中心)、數(shù)控重型落地銑鏜床、大型
深孔鉆床、大型立式和臥式滾齒機、大型數(shù)控軋輥和數(shù)控
導軌磨床以及大型機械壓力機、大型
油壓機、大型水壓機、鍛錘等大型鍛造設備。
8 農業(yè)機械
我國農業(yè)在人力向農業(yè)機械化和自動化發(fā)展,農機產品結構發(fā)生了很大變化,國內對農機產品的需求增加,出口也人幅度增加。而且,農機由低檔產品在向大型、高效、成套及智能化等高檔產品發(fā)展。如多功能通用型高效聯(lián)合收割機、大中型拖拉機和自走式聯(lián)合收割機、水稻插秧機和聯(lián)合收割機、玉米聯(lián)合收割機、
纖維作物聯(lián)合收割機、大型自走式噴灌機等。所有這些自動化程度高的大型農業(yè)機械的制造,需要高水平數(shù)控機床才能完成。如生產大型拖拉機、聯(lián)合收割機等所需要的設備同汽車生產的設備差不多,大多以生產自動線為主,所需設備如各種數(shù)控車床、立式和臥式加工中心、
數(shù)控銑床、各種數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床、各種組合機床等金切機床;板材加工的各種成形機床如數(shù)控剪扳機、數(shù)控
折彎機、數(shù)控壓力機及鍛造機等。
9 鐵路行業(yè)
近幾年,我國鐵路建設速度加快,2005年和2006年鐵路行業(yè)投資大幅度增加,分別達到約1360億元和2080億元。從2006~2020年間,鐵路建設投資將繼續(xù)大幅度增加,投資總額將超過2萬億元。鐵路制造業(yè)將迎來一個新的行業(yè)發(fā)展時期。
高速列車的車體和機車的制造,需要大量高檔數(shù)控機床。機車主要是電動機車和內燃機下的制造,以及轉向架,制動系統(tǒng)等的加工,需要的數(shù)控機床主要有各種大中型立式和臥式加工中心、數(shù)控銑鏜床、數(shù)控立式車床、數(shù)控磨床及數(shù)控專用機床等。高速機車對車體和大型覆蓋件的要求越來越高,開始采用
鋁合金或
不銹鋼等材料,表面加工要求很高,主要需要大量板材加工設備,如數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機、數(shù)控折彎機和鍛壓機;高速動車組的車輪系統(tǒng)主要是動輪和車輪及車軸的加工,制造廠由于批量較大,多采用專用自動生產線,車輪加工多采用以數(shù)控立式車床組成,并帶有自動上下料和翻轉機構的自動線;車軸加工人多采用由
數(shù)控臥式車床和上
下料機構組成的閂動生產線組成。大修機務段加工車輪主要使用數(shù)控專用仿形車輪車床或數(shù)控不落輪對車床,加工車軸大多采用數(shù)控車軸車床。此外,鐵軌的接頭和道岔加工大多采用數(shù)控道岔銑床等。
二、典型高檔數(shù)控機床的技術水平要求
承擔“重大專項”有關部門和行業(yè)所需要的數(shù)控機床設備,雖然對品種需求有很大區(qū)別,但是都具備技術水平要求很高的共同特點。也就是說,基本上都屬于高檔數(shù)控機床,其中有很多產品也是“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”重大專項中所要發(fā)展的高檔數(shù)控機床產品。所以說,實施“重大專項”將促進我國高檔數(shù)控機床的發(fā)展。在調研中,一些行業(yè)部門對所需要的高檔數(shù)控機床,提出了具體的技術要求,現(xiàn)將部分典型高檔數(shù)控機床的技術指標要求簡單介紹如下:
1 數(shù)控車床和車削中心類
(1)精密數(shù)控車床和精密多軸控制(7~8軸)車削中心。豐要技術參數(shù):車削直徑φ150~300mm、豐軸轉速5000~8000r/min、刀具轉速8000~12000r/min、快速移動超過60m/min、主電機功率7.5~15kW、上軸徑向和端面跳動0.001mm。國外可供參考產品有德國Spinner公司的SB/
CNC精密數(shù)控車床、美國Hardinge公司的QUEST系列精密車削中心、瑞士Bumatec公司的S-189CNC精密車削中心。
(2)大功率高扭矩數(shù)控車床和車削中心。主要參數(shù):車削直徑φ310~715mm、主軸轉速2000~4500r/min、主電機功率37~52kW(100%)、扭矩2250~3300Nm。國外可供參考產品有德國Boehringer公司VDF C系列數(shù)控車床和車削中心。
(3)再
切削和大重型車銑中心。主要適用于大重型曲軸等零件加工。主要參數(shù):最大回轉直徑φ700~1600mm、長度1500~10000mm、主電機功率60~70kW、銑主軸電機功率30~45kW。國外可供參考產品有Niles-Simmons公司C系列車銑中心、奧地利WFL公司M系列車銑中心和德圍WaldriehSiegen公司MultiRond重型車銑中心。
2 加工中心類
(1)高速五軸立式加工中心。主要適于
模具高速加工用的,機床采用門式結構,主要參數(shù):工作臺尺寸320mm×320~1200mm×l000mm、主軸轉速30000~42000r/min、電主軸功率14~25kW、快速行程40~60m/min。國外可供參考產品有德國Roders公司RFM系列高速五軸立式加工中心和Herrnle公司C系列高速五軸立式加上中心、瑞士Mikron公司HSM系列、XSM系列高速五軸立式加工中心和
意大利FIDIA公司、RAMBAUDI公司的高速五軸立式加工中心。
(2)立臥轉換精密鏜銑中心。主軸頭立臥轉換,可以進行五軸加工,主要參數(shù):工作臺直徑φ600~1500mm、主軸轉速6300~18000r/min(可選)、主軸功率20kW左右、快速行程30~60m/min。國外可供參考產品有德國DMG公司DMU P系列立臥轉換鏜銑中心、瑞士Mikron公司UCP系列立臥轉換鏜銑中心。
(3)小型精密五軸加工中心。適于電子和航天制造業(yè)用于小型精密零件加工。主要參數(shù):圓工作臺直徑150~600mm、主軸轉速:12000~30000r/min、主軸功率10~16kW、快速行程30m/min、工作臺C軸360°、主軸B軸擺動-10°~+110°(或工作臺4軸擺動)。國外可供參考產品有瑞士Willemin-Macodel公司W系列五軸精密加工中心。