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发电设备行业对国产机床业的七点建议

导读: 我国的制造业要实现从大国到强国、低端到高端、中国制造到中国创造的转变,必须要靠技术创新。当前经济的飞速发展使得制造技术正在发生较大变化,但是,我国目前还只是非创新产品的制造大国,是靠劳动力、价格、资源等方面的优势,才在低端产品上占有一席之地

   “要满足发电设备行业的需要,除了应逐步增加对国产数控机床的信任,机床产业也应进一步提高效率、精度,逐步攻克数控系统等薄弱环节。”中国工程院院士梁维燕对记者强调说。

  近年来,国内机床产业有力地支撑了发电设备行业的高速发展,但不容否认,在满足其高端需求方面,还存在一些不足。那么,作为主要用户之一,发电设备领域对我国的机床产业究竟有着什么样的期许?对机床产业下一步的发展,又有什么样的建议和要求呢?

  近日,记者采访了发电设备行业的内部人士,且让我们来听听用户最直观的感受以及最迫切的要求。

  基本满足尚有缺憾

  发电用透平机械产品属于重型、精密装备,重量尺寸大、结构复杂、零部件多(达数万个),通常处于高温高压非定常流动介质条件下工作,工作转速高达3000rpm,要求长期、稳定、连续运转,使用寿命20~60年———高效率、高可靠性必然要求透平机械零部件具有极高的加工精度和质量,也就是说,必然需要高效率、高精度的数控加工机床来保证。

  为尽快扭转机床行业“大而不强”的局面,国家将发展高档数控机床列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)》确定的16个重大专项之一,其目的在于重点开发研制航空航天、船舶、汽车制造、发电设备等需要的高档数控机床,满足国内主要行业需求的使命。

  据了解,“十一五”期间,“高档数控机床与基础制造装备重大专项”共立项课题268个,安排经费90多亿元,参与研发人员超过1万名。

  “国家重大专项提出要发展高档数控机床,所谓‘高档’就体现在切削速度、加工精度、可靠性、稳定性等方面,”中国东方电气集团东方汽轮机有限公司的一内部人士对本报记者表示,总体来说,在满足发电设备加工需求方面,国内的数控机床产业这些年有不少进步,国产化也在逐步推进。

  在梁维燕看来,目前国产的数控机床已基本能满足国内需要。“五坐标联动铣床等已经研发出来了,但用户大部分还是进口瑞士的产品,这期间有一个逐步建立信心的问题。”

  对此,中国电器工业协会一位老专家也向本报记者表示,“现在几乎所有的国产机床都可以选用,但高档数控机床和一机多用的加工中心等还赶不上国外的。”

  提及五坐标铣床加工中心,上述来自东汽的人士告诉记者,“目前国产的也有,东汽自己也在做,但可靠性、加工效率和精度均不如瑞士、德国的,国外设备故障率比较低。”

  “同时,大型的龙门镗、铣床还是进口的多,”他表示,比如长度12米、宽度7米以上的龙门铣,镗杆直径到260毫米以上的镗床。”

  “发电用数控机床批量小但精度要求很高,目前一些设备国内的达到了要求,但用户也愿意选择进口,这就需要国内的机床企业不断地改进工艺,提高产品质量。”电器协会的专家称。

  七大建议直指软肋

  那么,下一步机床行业怎样才能更好地满足发电设备领域的需求呢?

  在该领域,相比电站锅炉、发电机,汽轮机对机加工的精度要求更高也更为严格,因此,来自汽轮机企业一线的说法也堪称最有代表性了。而提及此话题,上述来自东方汽轮机有限公司的人士感慨万千。

  结合多年来的一线经历,他抛出了七点建议,或者说是希望:

  第一,着力提高数控设备水平,从而提高发电设备制造业的竞争力和水平。

  我国的制造业要实现从大国到强国、低端到高端、中国制造到中国创造的转变,必须要靠技术创新。当前经济的飞速发展使得制造技术正在发生较大变化,但是,我国目前还只是非创新产品的制造大国,是靠劳动力、价格、资源等方面的优势,才在低端产品上占有一席之地。

  数控机床是现代制造业的关键设备,是关系到国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性产业。“为了满足发电设备制造业的需求,国家每年花费大量美元引进数控机床,使我国的数控设备快速增长。但与德国、日本等相比,我国制造业的数字化技术应用水平还太低。面对这种挑战,着力提高数控设备水平、掌握高速高效高精加工技术具有重大意义。”他表示。

  数控机床的市场需求量越来越大。该人士举例说,如东汽公司近些年的数控化改造和震后重建采购了大量的进口数控机床,据不完全统计:东汽2006年进口数控机床费用为1.187亿元,2007年达7.438亿元,2008~2009年为10.6亿元(包括重建)。

  对此,上述中国电器工业协会的专家也告诉记者,电工领域很多企业都面临着搬迁或者扩建,同时还要实现技术改造和产品的升级换代等,这都需要大量先进的机加工设备,业内对数控机床的需求量非常大。

  第二,机床行业要研究解决我国数控机床生产的瓶颈问题,着力提高数控机床功能部件的设计和制造水平,加快数控系统的研究和开发。

  我国机床产业最薄弱的环节之一便是数控系统,而它相当于数控机床的“大脑”。“一提起数控系统,大家想到的就是西门子、发那科等,他们的数控系统软件功能强大而且性能稳定,国内高档次的数控系统几乎全都是进口的。”

  据了解,“十一五”期间,我国在数控系统方面已开发出多轴多通道、总线式高档数控装置产品,武汉华中数控股份有限公司等已完成50台套开放式全数字高档数控装置生产。

  “国内的数控系统发展很快,但毕竟刚刚开始产业化,还处于起步阶段,还在追赶国外。”

  他表示,此外,差距还表现在机电一体化方面,“在高速切削上,国外可以达到上万转甚至几万转,保证了加工的效率、速度、精度,但国内的转速只有几千转,不如国外技术成熟。”

  目前我国功能部件生产的现状是各机床厂家自行研制、专业厂家少、研发队伍不强、功能部件产品不成系列、品牌产品太少、研发时间过长。而要优质快速地生产数控机床,必须先要优质快速地生产数控机床的刀库、机械手、主轴单元、滚珠丝杠和直线导轨等功能部件。

  “要解决这些瓶颈问题,必须改变生产方式和产业结构,国家应当扶持功能部件的专业厂,集中研究功能部件的设计和工艺方法,加大数控系统的研发力度。”他强调说。

  第三,数控机床水平亟待提高。

  数控机床的发展方向是智能化、网络化、高速化、高精度、复合化、环保化。从精度和刚性上来说,德国和瑞士的机床最好,总体情况是德国的水平最高,日本的产值最大。“从东汽近几年在招标采购数控机床时的情况来看,在产品水平上,国产数控机床与国外机床相比还存在一定差距。”

  该人士以加工中心和数控车床为例,做了对比:

  比如高速加工中心,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,最高已达到90m/min。直线电机驱动的加工中心已实用化。国内加工中心快速进给大多在30m/min左右,而且直线电机驱动的加工中心仅试制出样品。国外高速加工中心主轴转速一般都在1.2万~2.5万r/min,在结构上都采用适应于高速加工要求的龙门式结构。

  在加工精度上,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VDI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,为适应不断提高的加工精度提高的要求(如东汽生产的重型燃机转子的精度已达到极端制造的精度要求),国外不少公司还都开发了更高精度的加工中心。

  在数控车床方面,数控车床国产功能少精度低,进口功能多功率大精度高。国产的大多为经济型数控车床,多功能数控车床和车削中心生产量较少;而国外生产的基本上是多功能数控车床和车削中心。国外车削中心具有双主轴、双刀塔、Y轴、C轴,甚至还装有B轴,功能多。国外数控车床的主轴转速和主轴功率一般都高于国产数控车床。另外还能生产提供适合于高强度耐热合金加工和钛合金加工的大功率、高刚度数控车床和车削中心以及以车代磨的精密数控车床和车削中心,而此类产品国内基本处于空白。另外主轴精度如该公司采购济根的3500×15000数控卧车可达到0.007mm,采购同样规格国产机床是0.03~0.04mm,而且不稳定。

  第四,先进切削技术亟待研究并推广应用。

  据介绍,在加工技术方面,国外已对高速加工技术进行了多年的研究,对高速加工的机理、机床结构、机床刚性和精度的影响等也都有了系统的研究,并开发生产了各种高速铣削中心、高速加工中心,广泛应用于航空铝合金零件和模具加工上。国外已将多轴加工技术广泛应用于各种类型机床上,且其品种和需求量正在扩大,而我国仅开发出新品,只有个别产品通过了生产验证。东汽采购的多轴数控机床绝大多数为进口。

  “干切削和半干切削技术,因为与环保相关,国外特别重视,”他介绍说,半干切削———少润滑油润滑技术当前得到了应用,干切削技术也在齿轮加工的高速滚齿机上得到应用,今后将是发展趋势。

  第五,机床厂本身的制造能力和制造技术有待提高。

  据介绍,我国机床制造企业的制造技术如主轴的精磨加工、主轴箱精加工、导轨精加工等基本上与国外相当,但是总体制造技术与国外相比差距很大。

  “我国机床制造企业的设备数控化率仅占3%~5%,机床零件的尺寸一致性主要靠人工保证,产品质量受人的因素影响较大,交货期也很难保证。国外机床制造企业的制造设备大多数为数控机床,有的企业采用了柔性制造单元、柔性制造系统和智能网络制造技术,通过计算机网络和智能生产中心对整个生产过程实行智能管理和监控。”他说。

  第六,可靠性、交货能力、服务质量有待提高。

  与国外产品相比,国产数控机床在机床可靠性上存在明显差距。国外机床的平均无故障时间(MTBF)都在5000小时以上,而国产机床则大大低于这个数字。“国产机床故障率很高,”他介绍说,这家公司采购的国内知名机床厂的卧车、镗床,机械、电气、液压系统故障频发,尤为严重的是机床泄漏(油、液、气)严重。

  与国外相比,国产数控机床的交货期相对较长。国外一般数控机床交货期约为3个月,稍复杂的为5~6个月,大、重型机床为12~14个月。国内机床厂合同签订后,迟迟不能交货,有的拖期达两年,在这方面东汽感受颇多。

  不少国外企业设立演示培训中心,一方面演示推销产品,一方面对用户操作人员进行技术培训。售前服务做得很好,充分了解国内企业技改项目动向,主动上门向潜在用户介绍产品,而且其维修服务人员水平和素质相对较高,具有机、电两个方面的知识,排除故障能力强。而国内企业大多服务不够及时,维修服务人员综合素质和排除故障的能力相对较差。

  第七,工具行业应加强高性能、复杂刀具开发应用,着力提高数控机床的功效。

  随着数控机床向高速度、高精度、智能、复合、环保方面发展,对数控刀具提出了“高精度、高效率、高可靠性和专门化”的新要求。国产数控刀具技术严重滞后,在寿命、可靠性等方面差距明显,无论在品种、性能和质量上都远远不能满足发电设备制造业的要求。由于国产刀具品种少、寿命低,严重影响数控机床效率的发挥。

  “国内高档数控机床用的刀具大多进口,其比例可达百分之八九十,尤其是硬质合金刀具,国内几乎还没有一家的产品可以替代国外的。”他透露,他们公司进口的数控机床,配备了大量进口数控刀具,由于价格昂贵,使制造成本大幅增加。据工具管理部门统计,他们公司年进口数控刀具:2007年超过1.4亿元,2008年超过1.1亿元,2009年超过2亿元。”

  因此,他建议说,工具行业加强高性能刀具、复杂刀具的开发应用,推广陶瓷、金刚石刀具和立方氮化硼超硬刀具,提高硬质合金刀具的应用比例,发展各种专用刀具;研究和开发刀具涂层新材料和新工艺;鼓励引进先进技术和设备,提高专业化生产规模和水平,以期提高数控机床的功效。


 

责任编辑:siliver
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