打破德國壟斷,中國攻克高端數(shù)控磨床

磨床是金屬切削機床的一個重要子行業(yè)，指利用磨具對工件表面進行磨削加工的機床。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。數(shù)控磨床是第三次工業(yè)革命后，信息技術(shù)與機械制造技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)控磨床在當(dāng)今社會中的應(yīng)用也十分廣泛，它作為現(xiàn)代機械加工的基礎(chǔ)工具，在汽車工業(yè)、消費電子、船舶工業(yè)、航空航天、國防工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路機車、工程機械等國民經(jīng)濟發(fā)展的重要領(lǐng)域我們都可以看到它的身影。

國內(nèi)外數(shù)控磨床行業(yè)發(fā)展對比

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

我國數(shù)控磨床的發(fā)展始于20世紀70年代中期。雖然我國在2009年已躍居世界第一機床生產(chǎn)大國，但與發(fā)達國家的差距依然明顯，高性能的數(shù)控磨床仍嚴重依賴進口。近年來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國磨床市場需求結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，對引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展方向的數(shù)控磨床需求越來越大。一方面，我國汽車工業(yè)、消費電子、船舶工業(yè)、航空航天、國防工業(yè)、電力設(shè)備、鐵路機車、工程機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展為數(shù)控磨床提供了廣闊的市場，另一方面，又不斷對數(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，促進數(shù)控磨床行業(yè)快速發(fā)展。

我國數(shù)控磨床發(fā)展趨勢

1.數(shù)控化率不斷提升：下游產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級將持續(xù)倒逼磨床市場供給結(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，我國磨床的數(shù)控化率將逐步提升。2020年我國金屬切削機床數(shù)控化率已達到43%，但與發(fā)達國家80%左右的數(shù)控化率水平仍存在較大差距，《中國制造2025》戰(zhàn)略綱領(lǐng)中將高檔數(shù)控機床列為未來十年制造業(yè)重點發(fā)展領(lǐng)域之一，明確提出“到2025年，中國的關(guān)鍵工序數(shù)控化率將從現(xiàn)在的33%提升到64%”，可見未來我國機床的數(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、線軌等，目前國內(nèi)各核心部件技術(shù)距離國際水平存在一定差距，國內(nèi)機床廠商為提高機床精度和穩(wěn)定性，提高產(chǎn)品競爭力，核心部件以國際品牌為主，國產(chǎn)化率較低，對國際品牌部件依存度較高，特別是高檔數(shù)控機床配套的數(shù)控系統(tǒng)基本為發(fā)那科、西門子等境外廠商所壟斷?！丁粗袊圃?025〉重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖》對數(shù)控機床核心部件國產(chǎn)化提出了明確規(guī)劃：“到2025年，數(shù)控系統(tǒng)標準型、智能型國內(nèi)市場占有率分別達到80%、30%；主軸、絲桿、線軌等中高檔功能部件國內(nèi)市場占有率達到80%；高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備總體進入世界強國行列”。目前，國內(nèi)一批機床企業(yè)正在不斷突破掌握核心部件技術(shù)，隨著國家政策的大力支持，國內(nèi)中高檔機床自主研發(fā)水平的不斷提高，我國機床核心部件自給能力將會進一步提升。

3.高檔數(shù)控磨床進口替代提速：從我國制造業(yè)整體發(fā)展來看，目前正在從“制造大國”向“制造強國”轉(zhuǎn)變，未來“高端化、高利潤”替代“薄利多銷”是我國制造業(yè)的發(fā)展趨勢，未來對高精度、高效率、高價值的高檔數(shù)控磨床需求的占比也將越來越高。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，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，需要大量基礎(chǔ)性研究的積累。西方國家在高檔數(shù)控機床和技術(shù)出口方面對我國進行了嚴格管制，使得我國在高檔數(shù)控機床行業(yè)面臨“卡脖子”的難題，而中美貿(mào)易摩擦加劇了這一情況，進一步加速了我國推進高檔機床國產(chǎn)化、實現(xiàn)高端產(chǎn)品的自主可控的進程。《中國制造2025》也明確提出“高端數(shù)控機床與基礎(chǔ)設(shè)施裝備到2025年國內(nèi)市場占有率超過80%；高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備總體進入世界強國行列”。

長期以來，通過對國外先進技術(shù)的引進、自身工藝的創(chuàng)新，國內(nèi)廠商的自主研發(fā)、設(shè)計和制造能力不斷提升，國際市場競爭力不斷增強，未來將緊跟國產(chǎn)化替代的浪潮，進一步擴大國內(nèi)高端市場份額。

我國數(shù)控磨床打破美國德國技術(shù)壟斷的重大突破

1.銀川大河研制出高端數(shù)控珩磨機床，該機床采用廣州數(shù)控的珩磨數(shù)控系統(tǒng)，該機床的關(guān)鍵零部件、液壓系統(tǒng)及測量系統(tǒng)都實現(xiàn)國產(chǎn)化，該機床的穩(wěn)定性、可靠性等綜合性能指標達到德國格林高端珩磨機床的水平，該機床價格是德國格林同類產(chǎn)品的50%至70%。銀川大河與德國企業(yè)競爭，獲得了東風(fēng)神龍汽車發(fā)動機缸體珩磨生產(chǎn)線項目。目前，銀川大河已經(jīng)為國內(nèi)多家企業(yè)提供用于珩磨汽車發(fā)動機缸體和缸套的機床和全自動生產(chǎn)線。

銀川大河還研制出大功率船用柴油機數(shù)控珩磨機床，該機床在陜柴重工得到應(yīng)用。過去，大功率船用柴油機數(shù)控航磨機床只有德國格林、德國納格爾、美國善能等少數(shù)幾個國外企業(yè)能夠生產(chǎn)，銀川大河的珩磨機床打破了國外企業(yè)的壟斷，滿足中國大功率船用柴油機生產(chǎn)的需求。

2.大連科德的高精度五軸數(shù)控工具磨床達到國際先進水平，該機床的主要性能、功能、效率和可靠性均達到了德國瓦爾特、澳大利亞昂科等同類機床的水平。該機床能夠加工直徑6至32毫米的刀具，主軸最高轉(zhuǎn)速達到每分鐘9000轉(zhuǎn)，定位精度達到0.005毫米，重復(fù)定位精度達到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。該機床的數(shù)控系統(tǒng)、刀具磨削軟件、智能電源、伺服驅(qū)動器、伺服電機、力矩電機、電主軸、主軸電機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、美的等用戶的高度認可。株洲鉆石正有序?qū)⒄w刀具生產(chǎn)線的進口磨床替換為國產(chǎn)磨床，逐步消除國外的卡脖子技術(shù)領(lǐng)域。

3.臺州北平機床的高精度五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床主要技術(shù)指標處于國際同類產(chǎn)品前列。該機床直線軸重復(fù)定位精度在0.0026毫米以內(nèi)，磨削主軸最大轉(zhuǎn)速達到每分鐘10000轉(zhuǎn)，可以磨削0.8至25毫米的切削刀具，配置北平機床專利的自動上下料和防撞系統(tǒng)，精密裝夾機構(gòu)和創(chuàng)新的刀具精密支撐系統(tǒng)。

中國珩磨機床的進步和突破，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。高端裝備制造有賴于各種先進的機床，中國機床企業(yè)深耕細分領(lǐng)域，國產(chǎn)機床做精做細，有助于中國機床做全做強，有利于中國制造做大做強。