機床重點用戶基礎裝備需求分析（一）

　　為深入了解重點用戶行業對機床的需求，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，中國機床工具工業協會于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進行調研。通過調研進一步了解了當前重點用戶行業對機床需求情況，以及中長期發展對機床的需求預測，對落實“高檔數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有推動作用；對企業的發展方向、開發新產品的決策有導向作用。現將各行業對機床設備的需求情況摘要刊出，供大家參考。

    

    一、各行業重點需求情況    

    l 航空工業
    航空工業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、戰術導彈等設備)。

    (1)發動機加上設備：飛機的發動機種類很多，加工方式大同小異，所需設備以高精度數控機床為主，如加工箱體的四軸以上聯動臥式加工中心和立式加工中心、加工葉片的五軸聯動葉片加工中心、加工主軸用數控車床、高精度數控磨床等。

    (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，設備以數控龍門式機床為主，如數控龍門鏜銑床、數控龍門加工中心、數控落地銑鏜床、數控五軸聯動龍門加工中心等。

    (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，一般需要規格較小的高精度、高速數控機床，如中小型高精度立式加工中心、高精度數控車床、數控磨床等。

    (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，機械加工需要數控落地銑鏜床、龍門五軸聯動加工中心等設備。

    

    2 兵器工業
    兵器工業中高新技術武器裝備，坦克和裝甲車發動機的五大零部件，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，大多需要高精度數控機床，如高精度加工中心、高精度數控車床、高精度數控磨床以及精密數控齒輪加工機床等。

    

    (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、數控龍門鏜銑床、數控車床、數控深孔鉆等設備。

    (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
    根據《船舶配套業發展“十一五”規劃綱要》，到2010年實現優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，自主研發取得一定突破。主要是產業規模快速擴大，本土生產的船用設備裝船率到60％以上，實現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化生產企業。

    船舶工業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、數控落地銑鏜床、人型數控臥式鏜銑中心，多軸五聯動數控鏜銑床、數控立式車床、大型數控成型砂輪磨齒機。

    (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、多軸五聯動數控落地銑鏜床、多軸五聯動數控銑鏜中心、大型數控立式車床等。

    (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、大型數控落地銑鏜床、數控立式車床、各種規格的數控車床和車削中心等。

    

    4 汽車工業
    汽車產業對數控機床的基本要求，可以歸納為：高效柔性、精密可靠、環保成套。汽車產業發展對機床行業有著巨大影響。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、高可靠性數控機床和專用數控機床。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、數控曲軸內銑或外銑床、數控曲軸磨床、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
    電力工業裝備土要包括兩大部分，即發電設備和電網設備。其中：發電設備分為煤電、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。總之電力工業需要的重點機床比較復雜。

    (1)煤電、核電和水電等發電設備。當前，我國仍然以火力發電為豐，水力發電在快速增加，并將逐漸增加核能發電，這些發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動加上中心；加工中壓缸、高壓缸需20m數控立車，鏜桿直徑200～260mm的數控落地銑鏜床，龍門寬7.5～8m，長22m的數控龍門鏜銑床等等。

    (2)風力發電設備。近幾年風力發電發展很快，內蒙古、新疆以及山東、江蘇、廣東等省、自治區都做了大規模發展風力發電的規劃。內蒙古自治區已上報國家和自治區的風電項目規模達139萬kW，獲得國家和自治區核準、批復的有10項，規模約達64萬kW，其中有6個風力發電項目已經開工建設，投資約40億元。風力發電機組要求可靠、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，鋼結構加工的數控成套設備，如鐵塔型鋼成套加工設備，包括切斷、數控角鋼沖孔、鉆孔、開槽復合機等，為成形機床行業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。

    工程機械行業是機床行業的重要用戶之一。需要較多的機床如各種規格的立、臥加工中心(加工殼體，變速箱)、數控車床、數控磨床、齒輪加工機床、數控專用機床等；需要大量鍛壓設備如大型數控剪板機、數控折彎機、數控切割機、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
    重型機械制造業主要是為礦山、能源、原材料等工業和國防工業提供重大技術裝備和大型鑄鍛件，也屬于重要基礎裝備業之一，主要為國家重大工程項目服務，如鋼鐵行業的大型冷熱軋機、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、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，需要大量高檔數控機床，如數控重型立式和臥式車床、大型立式和臥式加工中心、數控龍門加工中心(含龍門五面體加工中心)、數控重型落地銑鏜床、大型深孔鉆床、大型立式和臥式滾齒機、大型數控軋輥和數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 農業機械
    我國農業在人力向農業機械化和自動化發展，農機產品結構發生了很大變化，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展。如多功能通用型高效聯合收割機、大中型拖拉機和自走式聯合收割機、水稻插秧機和聯合收割機、玉米聯合收割機、纖維作物聯合收割機、大型自走式噴灌機等。所有這些自動化程度高的大型農業機械的制造，需要高水平數控機床才能完成。如生產大型拖拉機、聯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，所需設備如各種數控車床、立式和臥式加工中心、數控銑床、各種數控磨床、數控齒輪加工機床、各種組合機床等金切機床；板材加工的各種成形機床如數控剪扳機、數控折彎機、數控壓力機及鍛造機等。

    

    9 鐵路行業
    近幾年，我國鐵路建設速度加快，2005年和2006年鐵路行業投資大幅度增加，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大幅度增加，投資總額將超過2萬億元。鐵路制造業將迎來一個新的行業發展時期。

    高速列車的車體和機車的制造，需要大量高檔數控機床。機車主要是電動機車和內燃機下的制造，以及轉向架，制動系統等的加工，需要的數控機床主要有各種大中型立式和臥式加工中心、數控銑鏜床、數控立式車床、數控磨床及數控專用機床等。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，如數控壓力機、數控剪板機、數控折彎機和鍛壓機；高速動車組的車輪系統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控專用仿形車輪車床或數控不落輪對車床，加工車軸大多采用數控車軸車床。此外，鐵軌的接頭和道岔加工大多采用數控道岔銑床等。

    

    二、典型高檔數控機床的技術水平要求
    

    承擔“重大專項”有關部門和行業所需要的數控機床設備，雖然對品種需求有很大區別，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控機床，其中有很多產品也是“高檔數控機床與基礎制造裝備”重大專項中所要發展的高檔數控機床產品。所以說，實施“重大專項”將促進我國高檔數控機床的發展。在調研中，一些行業部門對所需要的高檔數控機床，提出了具體的技術要求，現將部分典型高檔數控機床的技術指標要求簡單介紹如下：

    

    1 數控車床和車削中心類
    (1)精密數控車床和精密多軸控制(7～8軸)車削中心。豐要技術參數：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)大功率高扭矩數控車床和車削中心。主要參數：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：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：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：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用于小型精密零件加工。主要參數：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。

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