按市场需求加快产品结构调整新亮点

恩宝贵

中国金切机床产量在2011年为85.99万台，达到高峰。此后两年产量逐年下降，2014年1-11月产量为81.14万台，同比增长6.34%，其中数控机床产量23.5万台，同比增长16.87%。下面是2011～2014年11月金切机床产量情况（表1）。

年份 2011 2012 2013 2014年11月金切机床产量/万台 85.99 79.71 72.58 81.14数控金切机床产量/台 257000 205295 209287 235016

2013年中国机床产量（金切+成形）95.9万台，当年产量排名世界第一。2013年中国机床产值87.43亿美元，其中金切机床产值52.45亿美元，排名世界第三。沈阳机床2010年销售收入143亿人民币，排名世界第二，2011年销售收入达180亿人民币，排名世界第一。沈阳机床2010年生产立式加工中心1700 台，2014年预计达6000 台。众多中小机床企业产量、市值迅速增长，如安阳锻压机床厂2002年产值1200 万元，到2010年后产值突破3亿元。外资在华企业产量迅速增长，如小巨人2001年产数控机床100台，到2010年月产数控机床200台，从2001～2010间已向中国市场提供11000 多台数控机床。

产品结构调整见成效——高精、高效、数控、专门化产品增多

沈阳机床2014年上半年营业收入38.19亿元，同比增长2.44%，其中数控机床营业收入24.35亿元，同比增长15.48%。公司成立汽车、电子、航空（天）部，有针对性地开发制造，促进i5智能机床量产，确定i5T3.3、i5T5.2、i5M4.1、i5M4.5等主力机型，建立以i5为核心的智能机床车间管理示范线，实现产品技术升级。沈阳机床已形成8大类自主开发19个系列，300余种规格，掌握了高速加工中心、五轴联动加工中心、重大数控机床设计与制造技术，高档数控机床已开始进入当代国际先进水平。沈阳机床设计制造曲轴加工柔性生产线，应用双刀盘加工主轴颈、连杆颈，突破双刀盘加工编程技术、双通道控制技术、双通道防碰撞技术及细长轴尾座防过大顶持力卸荷锁紧技术，自2009～2012年共售出10条生产线、157台设备。沈阳机床研制的HTM40100h车铣加工中心，集成了三维防碰撞、刀具自动识别、动态误差补偿等先进技术，在高速电主轴、高速进给、零间隙驱动取得突破，应用的高速动力电主轴装置和高刚性定位精度B轴装置分别获国家发明和实用新型专利。车铣复合加工动力主轴最高转速20000 r/min，3个直线轴快移速度50 m/min以上。

大连机床是我国最早确定生产组合机床的骨干企业，该公司承担制造的内燃机缸体缸盖加工自动线超过国内拥有量的40%。该公司研制的DKS057缸体柔性生产线，由高速、精密卧式加工中心组成，年产缸体7.5万件，生产节拍小于等于3.56 min，CPK大于等于1.33。该公司研制的HDBS50高速卧式加工中心，快速进给75～100 m/min，主轴转速24000 r/min。大连机床缸体、缸盖加工自动线，具有主轴蠕动的镗头结构设计技术、刀具补偿机构的镗杆设计与制造技术、缸孔止口深度车削和控制技术、在机测量技术、高速镗削技术等。缸体三轴孔精镗:主轴尺寸精度1T6、主轴孔同轴度φ0.02mm、端面销孔主轴位置精度0.06mm。

“上机”研制的纳米级精度数控磨床，用于军工和航空航天领域超精密磨削，用于非球面光学元件制造，定位精度小于或等于100nm，重复定位精度小于或等于50nm，可磨削自由曲面、凹凸球面、圆环面等。该公司还承担了“超精密大尺寸光学玻璃平面磨床”、“高精度滚珠丝杠及螺母成套装备”、“高档数控磨床高效精密静压/动静压主轴、导轨系统研究和产业化技术”。“上机”研制成功84200/15000-H数控轧辊磨床，砂轮线速度45 m/S、圆柱面磨削精度0.003mm、纵截面上直径一致性0.004mm、辊形误差0.004mm、表面粗糙度Ra0.2μm。MKA84250/15000-H超重型轧辊磨床，三大创新:一是研制超重型工件驱动系统，攻克工件稳定驱动关键技术；二是研制亚微米级砂轮进给架微进给系统，实现砂轮架系统的高精度微量进给；三是研制自动测量机构，解决了大工件在机测量问题，实现全自动磨削。“上机”还研制成功84300/18000-H超重型轧辊磨床、MK8280/SD-H大型数控切点跟踪曲轴磨床等。

“北一”研制成功B1-ZX001汽车刹车盘、车毂加工自动线。工件自动装夹后完成粗车、精车、铣削、钻孔、攻丝、镗孔、双面车、双面磨复合功能。该线由1台CHA563立式复合加工中心、1台CDKA513A数控倒立式车床和一套物流传运机构组成，“北一”研制成功XKA28105X300数控重型桥式龙门五轴车铣复合机床，龙门最大宽度10.5 m、最大加工高度7.5 m、主轴功率105 kW、具有A/C轴摆角铣头、配有9.5 m车铣数控转台、承重300 t。“北一”还与韩国DSK公司按7∶3出资合作经营机床再制造，据推算，我国现有800万台机床，其中大重型机床约百万台，每年将有十几万台甚至更多需要再制造。

“武重”最近几年，连续研制成功4种世界规格最大的机床:一是CK53280最大加工直径28 m的数控立车；二是FB320数控落地镗铣床；三是CKX5680螺旋桨叶轮加工机床，加工直径8.5 m，可扩展到12.5 m，高度3.3 m、工作台承重160 t，具有C轴控制、五轴联动车铣复合加工，在线测量功能，可实现螺旋桨叶面重叠和非重叠部分桨叶轮廓及桨毂中孔等加工区域的精铣、车铣复合，一次装夹多平面加工；四是DL250超重型数控车铣床，顶尖间工件重量可达500 t，主轴径向跳动0.006mm。

秦川机床继研制成功QMK003数控内孔曲线磨床、QCK005A数控锭子磨床、QCK040A数控转子磨床之后，又研制出国内首台扇形轴磨齿机。秦川机床研制成功QJK002锥齿轮铣齿机、QMK009锥齿轮磨齿机和与之配套的3 m精密测量仪，解决了大型和高精度锥齿轮加工难题。该项目创“数字铲形轮展成加工理论”，对现有传统锥齿轮加工工艺和锥齿轮加工装备设计是一次革命性“颠覆”。秦川机床还研制成功复杂型面数控磨床QMK50叶片磨床。

汉江机床从异形螺杆“形线方程”入手，掌握了磨削工艺及机床制造技术，研制成功异形螺杆、形成螺杆、螺杆泵和螺杆磨床。汉江机床超长行程精密传动装置主要用于行程在5 m以上的丝杠磨床，运行中由驱动系统驱动螺母旋转，丝杠不动，螺母座套筒带动执行元件作直线运动，与传统结构相比，提高了长丝杠水平安装精度，解决了长丝杠旋转运行中的摆动问题，热损耗变小，同时缩短了传统床身近一半的长度。汉江机床还研制成功HJO80高速滚剪线，剪切件重量在5 t以上，剪切速度高达60 r/min，采用液电气三联控制。

宁江机床先后研制成功具有国际先进水平的五轴联动加工中心NJ-5HMC40、精密卧加THM6380、THM63100，形成自主知识产权的系列产品，宁江还研制成功NJ-H085/压轴机、NJ-H085/2铆接机、NJSX005/1端面铣削机等。宁江机床先后建起基础试验室，进行基础性、理论性研究，取得了相关技术17项，实现了从普通机床、专用机床到高档数控机床的“三级跳”。对产品单元、部件和整机制造了43台可靠性试验台架工装、制订了产品在制造各阶段可靠性装配工艺、过程检核及可靠性试验规范体系，通过对卧加系列各种功能部件以及整机进行可靠性试验，结果THM6380和THS6350的MTBF均超过1000 h。

“北二”研制成功B2-K1018曲轴磨床，采用工作台固定，双砂轮架后移动式布局，随动式（切点跟踪）磨削连杆颈，通过两个砂轮架进给轴（X1X2轴）与工件回转轴（C1C2轴）进行数控联动的全闭环控制，实现两轴相位径向的同时磨削，砂轮线速120 m/S，CBN砂轮，一次装卡、柔性调整，完成连杆颈、主轴颈磨削。彻底解决传统偏心夹具式曲轴磨床加工柔性差、调整复杂的缺点。“北二”还为万向提供十字轴、等速万向节壳体、轮毂轴承等加工提供高精高效专门化外圆磨床20余台；为江西江陵底盘、马钢合陵、南京依维柯、合肥车桥提供车桥轴头磨床；为唐山齿轮提供变速箱生产线、磨削和抛光70余台机床；为奇瑞提供曲轴磨、凸轮轴磨、砂带抛光机等10余台，为CVT变速箱生产线提供专门化机床13台；“北二”与天润曲轴建立战略合作伙伴关系，天润曲轴先后购进“北二”各种专门化磨床46台，在12条生产线上采用“北二”曲轴磨床等专门化机床。

普利森为用户提供智能数字化机械加工自动线，用于汽车前置液压油缸外缸，一二三级机械加工、自动上下料。线上配机器人，油缸内孔外圆的粗、精加工及深孔刮滚机床、数控车削中心、外圆磨床及控制系统。镗孔直径φ63～250mm、镗孔深500～2000mm、车削工件最大旋径φ560mm、车削最小夹持油缸外径100mm、最大夹持外径320mm、油缸长度2500mm、最大油缸重量150 kg、机器人最大抓取重量210 kg、机器人臂回转半径2700mm、机器人动作速度2 m/s、机器人移动速度30 m/min、机器人可携工件数量3个，生产线生产节拍12～15 分/件。

2010年我国雕铣机产量达到4.5万台，电主轴销售9万台，预计2015年消费类电子零件行业需雕铣机约38000 台，北京精雕专业生产数控雕刻机，含CAD/CAM软件、精密高速电主轴和整机。2011年生产雕铣机8000 台，在国内外设有50多家销售服务公司。雕铣机加工钢模硬度为HRC62、加工深槽长径比达10:1、加工玻璃面板尺寸精度达0.02mm以内、钢和铝材最小直径为0.2mm、加工表面粗糙度Ra0.4μm，高速电主轴转速范围在1500 ～6000 r/min。

浙江双雕董事长郭云飞，利用数学上的镜像原理研制成功同时控制相反两个工位的数控系统，创造出世界上独一无二的数控系统，成功开发出双工位左右对称的鞋模雕铣机，双工位轮胎模雕铣机、多功能雕铣专用数控加工中心、木模与钢模雕铣机床等产品。

“济二”先后完成450种国内首台套关键设备，累计为汽车工业提供300多条冲压自动线，自2009年以来大型多工位压力机的订货已从过去占全部产品的10%提高到50%以上。2500 t多工位压力机完成了连杆参数优化设计、抗偏载高强度齿轮传动机构设计、实体建模受力分析、远程通讯与异地监控、全自动换模重载机构失效分析、模具干涉分析、三坐标送料与主机同步控制等12项关键技术研究与验证。“济二”第一代2000 t、2500 t、5000 t大型多工位压力机销往美国、墨西哥和澳大利亚。“济二”还为美国福特提供五条大型快速智能冲压自动线。项目由1台2500 t打头的多连杆压力机和4～5台压力机及双臂送料、拆垛机、清洗机、涂油机等组成。其中两条冲压线总吨位为7100 t、三条线6100 t。主机应用多连杆、数控液拉伸垫同步控制、全自动换模、整线防护等多项关键技术，生产节拍15次/min，全自动换模时间为3 min。

“齐二”为福迪汽车有限公司研制成功2500 t多工位冲压生产线，同时交付用户的还有800 t落料自动化生产线。该线集成了当代数控、通讯、传感、液压与气动、机构分析与优化等高端技术，同时应用了多连杆优化技术、送料与压机同步控制技术、送料过程故障监测技术、自动化传送装置和多工位单元集成技术及重型设备制造技术等世界先进技术。该自动线可代替由4～6台压力机组成的冲压生产线，最高节拍可达每分钟25次，生产效率提高2～3倍，可大幅降低能耗，节省生产作业面积40%左右。

“天锻”研制成功40000 /50000kN重型双动管件成形液压机。为渤海钢铁提供100 MN制坯机组合10000 t快速锻造液压机、800 t操作机、50 t装出料机、该设备将钢坯镦粗和冲孔工艺，同时还适于金属及合金锻造，完成拔长、镦粗、冲孔、扩孔、芯棒拔长、扭转、弯曲、错移、剁切等自由锻造。该公司还研制成功两万吨等温锻造液压机、1.2万吨大型水面舰艇专用液压机、核电封头液压机、节能环保闸板缸动式液压机、板材成形柔性制造系统、船体板材压制液压机数控生产线、薄型洗衣机外壳自动生产线、液压机远程控制系统。

“三环黄石”研制成功O系列激光切割机、P系列转塔数控冲床、PPS折弯机、3000 ～6000 t成形机、预弯机及合缝预焊机组成的大直缝油气轮气管成套设备、由HGSK160/3超宽台面数控液压剪板机和2-HPC2400/85双台联动电液伺服折弯机、大型板材剪切、折弯柔性加工生产线、13～25数控板材剪切中心、200～800 t数控肋骨冷弯成形机、750 t数控精冲机、2000 t精整机、2500 t电动螺旋压力机、3000 t全闭环高精度伺服折弯机，预计2015年销售收入可达10亿，出口创汇4000 万美元。

“亚威”自主研制PBB2500/18000-16C数控折弯机，折弯公称力25000kN，工作台长度18000mm，16轴控制系统、机器总重近800 t。采用双闭环电液伺服控制、确保两个主油缸（Y1Y2）精准同步运行；采用工作台液压挠度补偿和喉口变形补偿机构，由数控系统自动控制补偿量。

“青锻”16000 t电动螺旋压力机，应用数字化矢量控制、模块化设计，可进行程序化设定，实现联机自动化。该机与摩擦压力机相比，可节电70%左右，广泛用于模锻、切边、校正等精密锻造。

从偏重金属加工向多种材料加工发展

江苏晨光研制成功炭素制品成套加工设备:数控电极双端削平镗孔机、双端螺纹梳铣机、数控接头双端铣槽、钻孔等10余种。碳块加工精度中国标准为±1mm，晨光产品实际达到±0.03～0.05mm。该公司用两年多时间完成了3条碳堆内构件生产线的85大类、3500 多件高精密堆内构件，从软件开发到数控系统、再到镗、磨、铣削和自动检测柔性自动生产线。

深圳沃鹏机械设备有限公司专门生产钢筋混凝土无损切割设备，产品有混凝土液压墙锯机、液压绳锯机、金刚石钻孔机等。桥梁、隧道、高速公路维护和拆除均需这些设备。

杭州大天数控机床有限公司开发了陶瓷加工数控机床，北京精雕研制成功加工玻璃面板机床，尺寸精度可达0.02mm。南京诚友数控设备有限公司研发成功石英（陶瓷）坩锅专用磨床，产品有轻型双驱龙门加工中心、横梁驱动小型雕刻机等。福建南安巨轮机械有限公司研制成功多种石材加工设备:数控红外线桥切机，新产品诞生1个月内售出13台，该机一机多能，可双刀切割异形石材、大线条、三维线条。福建晋江和盛机械自主开发双锁紧桥式切石机，最大锯片直径3 m，可提高效率10%以上。

加强基础试验建全制度提高质量

沈阳机床研制HTC4030t数控车床，床身应用有限元分析三维模拟仿真技术，对抗弯、抗扭、抗震进行分析优化，提高了机床刚性、降低了故障率、机床轻量化效果明显。HTM40100h车铣加工中心集成了三维防碰撞、刀具自动识别、动态误差补偿技术，在高速电主轴、高速进给零间隙驱动中取得突破。该机应用的高速电主轴装置和高刚性定位精度B轴装置获国家发明和实用新型专利。沈阳机床将质量管理员派到配套件生产企业去，出现质量问题双方可在现场解决。

宁江THM6250精密卧式加工中心，在研制阶段进行换刀机构可靠性试验及B轴和主轴可靠性试验，为达到机床高性能、高质量、高可靠性他们自制43台可靠性试验台架，保证MTBF达到1000 h以上。

“北一大隈”进行了凸轮换刀机构200万次性能测试，保障机床在长时间内使用无故障。

普利森公司在全国建立了13个服务网点，一些产品在用户使用中出现问题，服务网点即派人到现场解决问题，近距离1 h到达现场，远距离在4 h内到达。