打破德國(guó)壟斷,中國(guó)攻克高端數(shù)控磨床

磨床是金屬切削機(jī)床的一個(gè)重要子行業(yè)，指利用磨具對(duì)工件表面進(jìn)行磨削加工的機(jī)床。按照磨床采用的控制方式不同，磨床分為數(shù)控磨床和非數(shù)控磨床。高檔數(shù)控工具磨床是生產(chǎn)高精度刀具的核心設(shè)備，直接影響刀具的性能和質(zhì)量，需要具備高精度、高效率、高可靠性和高穩(wěn)定性。因此數(shù)控磨床代表了磨床行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)控磨床是第三次工業(yè)革命后，信息技術(shù)與機(jī)械制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)控磨床在當(dāng)今社會(huì)中的應(yīng)用也十分廣泛，它作為現(xiàn)代機(jī)械加工的基礎(chǔ)工具，在汽車(chē)工業(yè)、消費(fèi)電子、船舶工業(yè)、航空航天、國(guó)防工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路機(jī)車(chē)、工程機(jī)械等國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要領(lǐng)域我們都可以看到它的身影。

國(guó)內(nèi)外數(shù)控磨床行業(yè)發(fā)展對(duì)比

19世紀(jì)60年代，美國(guó)在車(chē)床的基礎(chǔ)上制成了第一臺(tái)磨床。發(fā)展至今，德國(guó)、日本位居磨床領(lǐng)域研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用方面技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最豐富的國(guó)家之列，在高端磨床產(chǎn)品市場(chǎng)上掌握著較高的話(huà)語(yǔ)權(quán)。主要面向航空航天、汽車(chē)、模具等下游產(chǎn)業(yè)，典型公司包括德國(guó)斯來(lái)福臨集團(tuán)、日本捷太格特、德國(guó)埃馬克、瑞士羅曼蒂克等，是目前國(guó)際上的高端磨床制造商。

我國(guó)數(shù)控磨床的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代中期。雖然我國(guó)在2009年已躍居世界第一機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)，但與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距依然明顯，高性能的數(shù)控磨床仍嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口。近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)磨床市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，對(duì)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向的數(shù)控磨床需求越來(lái)越大。一方面，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)、消費(fèi)電子、船舶工業(yè)、航空航天、國(guó)防工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路機(jī)車(chē)、工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為數(shù)控磨床提供了廣闊的市場(chǎng)，另一方面，又不斷對(duì)數(shù)控磨床在數(shù)量上、質(zhì)量上和水平上提出更高、更新的要求，促進(jìn)數(shù)控磨床行業(yè)快速發(fā)展。

我國(guó)數(shù)控磨床發(fā)展趨勢(shì)

1.數(shù)控化率不斷提升：下游產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)將持續(xù)倒逼磨床市場(chǎng)供給結(jié)構(gòu)的深化調(diào)整，減少低端磨床的供給量，逐步提高中高端磨床供給比例，我國(guó)磨床的數(shù)控化率將逐步提升。2020年我國(guó)金屬切削機(jī)床數(shù)控化率已達(dá)到43%，但與發(fā)達(dá)國(guó)家80%左右的數(shù)控化率水平仍存在較大差距，《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略綱領(lǐng)中將高檔數(shù)控機(jī)床列為未來(lái)十年制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一，明確提出“到2025年，中國(guó)的關(guān)鍵工序數(shù)控化率將從現(xiàn)在的33%提升到64%”，可見(jiàn)未來(lái)我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率將大幅提升。

2.核心部件自給能力提高：數(shù)控磨床核心部件主要包括數(shù)控系統(tǒng)、主軸、絲桿、線(xiàn)軌等，目前國(guó)內(nèi)各核心部件技術(shù)距離國(guó)際水平存在一定差距，國(guó)內(nèi)機(jī)床廠(chǎng)商為提高機(jī)床精度和穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，核心部件以國(guó)際品牌為主，國(guó)產(chǎn)化率較低，對(duì)國(guó)際品牌部件依存度較高，特別是高檔數(shù)控機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)基本為發(fā)那科、西門(mén)子等境外廠(chǎng)商所壟斷?！丁粗袊?guó)制造2025〉重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線(xiàn)圖》對(duì)數(shù)控機(jī)床核心部件國(guó)產(chǎn)化提出了明確規(guī)劃：“到2025年，數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)型、智能型國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率分別達(dá)到80%、30%；主軸、絲桿、線(xiàn)軌等中高檔功能部件國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)到80%；高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列”。目前，國(guó)內(nèi)一批機(jī)床企業(yè)正在不斷突破掌握核心部件技術(shù)，隨著國(guó)家政策的大力支持，國(guó)內(nèi)中高檔機(jī)床自主研發(fā)水平的不斷提高，我國(guó)機(jī)床核心部件自給能力將會(huì)進(jìn)一步提升。

3.高檔數(shù)控磨床進(jìn)口替代提速：從我國(guó)制造業(yè)整體發(fā)展來(lái)看，目前正在從“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”轉(zhuǎn)變，未來(lái)“高端化、高利潤(rùn)”替代“薄利多銷(xiāo)”是我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)對(duì)高精度、高效率、高價(jià)值的高檔數(shù)控磨床需求的占比也將越來(lái)越高。高端磨床往往智能化程度高、磨削效率高、加工精度高、加工穩(wěn)定性強(qiáng)，其制造工藝涉及物理、化學(xué)、材料、微電子、數(shù)控技術(shù)等領(lǐng)域知識(shí)，需要大量基礎(chǔ)性研究的積累。西方國(guó)家在高檔數(shù)控機(jī)床和技術(shù)出口方面對(duì)我國(guó)進(jìn)行了嚴(yán)格管制，使得我國(guó)在高檔數(shù)控機(jī)床行業(yè)面臨“卡脖子”的難題，而中美貿(mào)易摩擦加劇了這一情況，進(jìn)一步加速了我國(guó)推進(jìn)高檔機(jī)床國(guó)產(chǎn)化、實(shí)現(xiàn)高端產(chǎn)品的自主可控的進(jìn)程?！吨袊?guó)制造2025》也明確提出“高端數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)設(shè)施裝備到2025年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)80%；高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備總體進(jìn)入世界強(qiáng)國(guó)行列”。

長(zhǎng)期以來(lái)，通過(guò)對(duì)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、自身工藝的創(chuàng)新，國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商的自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造能力不斷提升，國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不斷增強(qiáng)，未來(lái)將緊跟國(guó)產(chǎn)化替代的浪潮，進(jìn)一步擴(kuò)大國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)份額。

我國(guó)數(shù)控磨床打破美國(guó)德國(guó)技術(shù)壟斷的重大突破

1.銀川大河研制出高端數(shù)控珩磨機(jī)床，該機(jī)床采用廣州數(shù)控的珩磨數(shù)控系統(tǒng)，該機(jī)床的關(guān)鍵零部件、液壓系統(tǒng)及測(cè)量系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，該機(jī)床的穩(wěn)定性、可靠性等綜合性能指標(biāo)達(dá)到德國(guó)格林高端珩磨機(jī)床的水平，該機(jī)床價(jià)格是德國(guó)格林同類(lèi)產(chǎn)品的50%至70%。銀川大河與德國(guó)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，獲得了東風(fēng)神龍汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體珩磨生產(chǎn)線(xiàn)項(xiàng)目。目前，銀川大河已經(jīng)為國(guó)內(nèi)多家企業(yè)提供用于珩磨汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和缸套的機(jī)床和全自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)。

銀川大河還研制出大功率船用柴油機(jī)數(shù)控珩磨機(jī)床，該機(jī)床在陜柴重工得到應(yīng)用。過(guò)去，大功率船用柴油機(jī)數(shù)控航磨機(jī)床只有德國(guó)格林、德國(guó)納格爾、美國(guó)善能等少數(shù)幾個(gè)國(guó)外企業(yè)能夠生產(chǎn)，銀川大河的珩磨機(jī)床打破了國(guó)外企業(yè)的壟斷，滿(mǎn)足中國(guó)大功率船用柴油機(jī)生產(chǎn)的需求。

2.大連科德的高精度五軸數(shù)控工具磨床達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，該機(jī)床的主要性能、功能、效率和可靠性均達(dá)到了德國(guó)瓦爾特、澳大利亞昂科等同類(lèi)機(jī)床的水平。該機(jī)床能夠加工直徑6至32毫米的刀具，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘9000轉(zhuǎn)，定位精度達(dá)到0.005毫米，重復(fù)定位精度達(dá)到0.003毫米，可用于各種銑刀、鉆頭、鉸刀、絲錐等復(fù)雜刀具的高精度加工。該機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、刀具磨削軟件、智能電源、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、力矩電機(jī)、電主軸、主軸電機(jī)等均由大連科德自主研發(fā)。

株洲鉆石利用大連科德五軸工具磨床生產(chǎn)的刀具得到格力、比亞迪、美的等用戶(hù)的高度認(rèn)可。株洲鉆石正有序?qū)⒄w刀具生產(chǎn)線(xiàn)的進(jìn)口磨床替換為國(guó)產(chǎn)磨床，逐步消除國(guó)外的卡脖子技術(shù)領(lǐng)域。

3.臺(tái)州北平機(jī)床的高精度五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控工具磨床主要技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品前列。該機(jī)床直線(xiàn)軸重復(fù)定位精度在0.0026毫米以?xún)?nèi)，磨削主軸最大轉(zhuǎn)速達(dá)到每分鐘10000轉(zhuǎn)，可以磨削0.8至25毫米的切削刀具，配置北平機(jī)床專(zhuān)利的自動(dòng)上下料和防撞系統(tǒng)，精密裝夾機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新的刀具精密支撐系統(tǒng)。

中國(guó)珩磨機(jī)床的進(jìn)步和突破，為關(guān)鍵零部件制造提供支持，為關(guān)鍵裝備制造提供保障。高端裝備制造有賴(lài)于各種先進(jìn)的機(jī)床，中國(guó)機(jī)床企業(yè)深耕細(xì)分領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)機(jī)床做精做細(xì)，有助于中國(guó)機(jī)床做全做強(qiáng)，有利于中國(guó)制造做大做強(qiáng)。