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中国精密机床堪称国家利器,机床设备和工具行业市场分析

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  宁江机床总工程师刘雁(左四)和他的团队承担了精密卧式加工中心、高速卧式加工中心两项研制任务。

装备制造业是一个国家综合制造能力的集中体现,重大装备研制能力是衡量一个国家工业化水平和综合国力的重要标准。在全面建设小康社会和走新型工业化道路的发展进程中,装备制造业面临着前所未有的机遇和挑战。按行业分类,机床工具行业分为金切机床、锻压设备、铸造机械、磨料磨具、切削工具及量具量仪、机床电器、机床附件、其他金属加工机械8个小类。以下分别阐述数控机床和机床工量具的市场。一.数控机床数控机床集现代机械制造技术、计算机技术、通讯技术、控制技术、液压气动技术、光电技术于一体,具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点,是关系国家战略地位和体现国家综合国力的重要基础性产业,其水平高低和拥有量多少是衡量一个国家工业现代化的重要标志。各工业发达国家竞相发展数控机床产业。数控机床也是世界机床市场贸易的主导产品。1.数控机床行业概述
从1999年起,我国机床消费额逐年激增,2002年机床消费额51.9亿美元,2003年机床消费额达到67.3亿美元,跃居全球第一,2005年预计将突破70亿美元。由于市场需求旺盛,2002年我国进口金属加工机床
进口额31.5亿美元,其中数控金切机床的金额占到70%份额;2003年金切机床进口额41.3亿美元,数控机床占绝大多数。而同期中国金属加工机床出口仅3.79亿美元,为进口的十分之一。数控机床进入成熟期。我国可供市场的数控机床达1500种,覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域,领域之广,可与美、日、德、意并驾齐驱。近年,国产五轴联动加工中心、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床的开发应用已见成效。过去只用于航空,汽车工业的数控机床,现在已越来越广泛的成为其他制造行业的必要设备。其它还有:·为我国第一条磁悬浮列车轨道横梁加工用的铣镗床加工中心;·2用于三峡发电机组的16米数控立车;·用于”神舟”五号载人飞船加工太阳能接收板的精密龙门钻镗床;·用于燃烧室零件加工的特殊铣床;·用于核电站锅炉制造的专用立式车床等。2003年国产数控金切机床产量已达3.68万台,比上一年增长110%;产值数控化率从2001年的26.2%提高到2003年的33%。2004年数控机床产量将达到4万台以上,我国数控机床已进入快速发展时期。到2005年国产数控机床市场占有率按价值和产量计计划分别达到50%和65%。当前,国产五轴联动数控机床在品种上,已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心,适应大小不同尺寸的复杂零件加工,还有五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等,基本涵盖了国内市场的需求。在精度上,北京机床研究所的高精度加工中心、宁江机械集团股份有限公司的NJ-5HMC40卧式加工中心和交大昆机科技股份有限公司的TH61160卧式镗铣加工中心都具有较高的精度,可与发达国家的产品相媲美;在产品市场销售上,江苏多棱、济南二机床、北京机电研究院、宁江机床、桂林机床、北京一机床等企业的产品,已获得国内市场的认同。2.我国数控机床的技术水平和生产能力立式卧式加工中心是机械制造业中需要量比重最大的一类加工装备,约占数控金切机床需求总量30%左右,是世界机床市场热门商品,我国约有40家进行生产,几百个通用品种批量生产,少数厂家已有高精度型、大规格型进入市场。数控车床是数控机床中占比重最大者之一,我国约有近50家生产,品种齐全,质量稳定可靠,沈阳机床集团、大连机床集团、济南第一机床厂、宝鸡机床厂、云机、长城、通力等等企业都已批量生产,有的已跨过月产百台的门槛。数控齿轮加工机床是我国机床产品强项之一,成系列六轴五联动数控滚齿机、七轴五联动蜗杆型砂轮磨齿机、七轴六联动弧齿锥齿轮磨齿机,都是最近3年来进入批量生产的世界先进水平的机床新品。成套水平我国数控机床产品已延伸到成套、复合领域:中捷机床厂按7个月交货期为上海磁悬浮列车工程项目,交出四条以数控镗铣床为主体的生产线,体现了我国机床工业提供成套设备的能力。数控系统装置是数控机床的神经中枢,是曾长期阻碍我国数控领域发展的关键环节,就世界范围来说,经过多年市场激烈竞争的优胜劣汰,已形成由日本发那科公司独占世界市场50%、德国西门子占25%的垄断局面。我国从上世纪90年代末开始,掌握基于通用32位工业控制机开放式体系结构,一举登上当代同一起跑线,开发出能与加工中心复合车削机床及齿轮机床配套的数控系统,特别是能控制五轴联动(如用于桂林机床公司龙门式镗铣床、齐一车铣复合加工中心)和具备网络化远程监测、诊断、操作功能的数控系统,并开发出弧齿锥齿轮数控加工、三维激光视觉检测、螺旋桨七轴五联动和世界独创的空间曲面插补软件。目前,批量投入市场的国产数控系统,具有性能价格比优势,正在改变国际强手在中国市场上奇货可居的垄断局面。与之匹配的数字交流伺服调速电机及主轴电机已有自主版权的商品问世。量大面广的经济型数控系统先于外商投入市场,并已形成主导产品。锻压机械产品济南第二机床厂的成系列机械压力机一直处于国际先进行列,压力吨位由20000kN已经扩展到63000kN,属于国际前沿,先后为美国通用汽车公司所提供的7条冲压自动线在美国市场上引起强烈反响;上海锻压机床厂为一汽研制的自重860吨、压制
12米汽车大梁、压力吨位达50000kN的液压机,国外企业具有同一水平者只有三家;天水锻压机床厂为西气东送开发的大口径钢管大型成套生产线和电力西电东输提供的
30000kN14米数控液压折弯机和20000kN液压制管机,在国际上也是屈指可数的。3.与国外对比差距航空、航天、船舶、国防、军工、汽车、铁路、电子等重点行业需要的5轴联动的车铣加工中心、铣削中心以及立、卧式加工中心等高水平、高性能、质量稳定的高档数控机床,基本处于开发、试制、生产阶段。国外机床行业的产值数控化率一般在60%~70%以上,我国只有33%。国际数控系统无故障时间在3万小时以上,我国产品仅1.5万小时。目前,我国高档数控机床市场基本上被欧美、日本占领,中低档数控机床市场则遭受台湾省机床的冲击。我国机床进口额占世界机床进口额的
7%~10%。4.数控机床市场需求
我国是机床消费大国,又是机床进口大国。”十五”期间,我国需要采购的高档数控机床及相应配套设备主要依赖进口。金额占进口金额的30%左右,占国内金切机床市场总额的15%~20%。汽车工业、航空工业都是我国机床工具行业的大用户。为振兴东北老工业基地,国家发改委已确定首批100个项目,总投资额610亿元。重点支持发展电力设备、各行业技术升级需要的重大设备、基础装备(数控机床、自动化系统)以及农副产品加工设备和重点工程建设所需的施工设备等四类装备制造业。未来几年,我国以轿车制造业为代表的汽车工业,以航天航空和IT行业为代表的高新技术产业,以及传统产业的技术改造和国防科技工业对数控机床的需求将不断增长。二.
机床工具行业机床是装备工业的基本生产手段,机床工具产品是高新技术的重要载体。数控化、智能化、自动化、集成化、高效率、高精度、高可靠性和良好的成套性等已成为机床工具产品发展的主流。1.机床工具行业现状2002年我国机床工具行业工业总产值745.17亿元,比上年639.98亿元增长16.44%。产品销售收入704.42亿元,比上年593.95亿元增长18.6%。其中,主机制造业(金切机床、锻压设备、铸造机械)产品销售收入275.82亿元,占全行业的39.15%,配套件行业(磨料磨具、切削工具及量具量仪、机床电器、机床附件、其他金属加工机械)产品销售收入428.60亿元,占60.85%。2003年机床工具行业工业总产值约850亿元。概括行业现状则是:有规模、缺实力,有数量、缺巨人,有速度、缺效益,有体系、缺原创,有单机、缺成套,有出口、缺档次。这种说法不一定准确,但大体上反映了我国机床工具行业的概貌。工具方面:2002年我国切削工具及量具量仪制造业销售收入94.51亿元,占全行业的13.4%,在机床工具行业8个小行业中位居第三。列入行业统计的前5名工具企业销售收入见下表。工具中的数控机床刀具销售额在2003年已超过8亿元。

重型机械的发展方向

//www.lmjx.net 2005-9-15 10:21:00 中国路面机械网
重型机床的需求用户主要是能源、交通、船舶、机械、冶金、航空航天、军工等重点工业企业,这些企业担负着装备中国制造业的重任,尤其是武汉重型机床厂、齐齐哈尔第一机床厂、青海重型机床厂、上海重型机床厂、除峰机床厂、齐齐哈尔第二机床厂、济南第二机床厂、北京第一机床厂等企业,在一些重大工程项目中屡建功勋,成为中国装备,装备中国的重点示范企业。
能源领域:国内重型机械企业在为能源工业重大工程项目建设中发挥了关键作用,包括国家三大动力制造基地及其它发电设备制造厂的重大关键设备都昌由国内厂家提供。武汉重型机床厂在岩滩水电站建设项目中,承担了为哈尔滨电机厂生产CK53160型超重型数控单柱移动立式车床的任务,加工直径16m,加工高度6.3m,工作台承重450t。解决了我国大型水轮加工的一大难题,满足了用户的迫切需要。
这是我国生产的第一台超重型数控机床,被誉为共和国当家设备。至今为止,武重共生产了同类规格的超重型机床6台,分布在哈电、东电、天津阿尔斯通水电设备有限公司等,为国家电站设备关键工程发挥着重要作用。其中,为世界瞩目的三峡工程建设提供了加工水轮机的关键设备–CKX53160型数控单柱移动立式铣车床,其技术要求高,制造难度大,要求既能车削加工,又能完成铣削加工,工作台可精确分度。
该机床仅零件就有300多种,2000余件,自重近700t,创国内机床重量之最,为世界罕见。该机在CK53160型机床的基础上,作了较大改进与提高,加工直径16m,加工高度6.3m,工作台承重550t,承重为国内第一“大力士”。一次装卡完成车、铣、镗、钻、攻丝、磨削全部加工工序,保证了三峡电站550t巨型水轮机转轮的加工。该机的研制成功,代表了我国超重型机床的生产能力和水平,标志着我国自主版权产品达到了世界先进水平,成为世界上少数几个超重型机床供应国之一。
CK53160型数控单柱移动立式车床曾被评为1989年度全国十大科技成果,并名列榜首;获1998年国家科技进步二等奖。CKX53160数控单柱移动立式铣车床被评为2004年度中国机械工业科学技术一等奖第一名,也是机床行业唯一获得一等奖的产品。
武汉重型机床厂为发电设备制造业提供了一大批重型关键加工设备,为北京重型电机厂和上海电机厂分别提供了FB260型数控落地式铣镗床各1台,主轴直径260mm。其中,为上海电机厂的主机配备了数控回转工作台,面积为4×8m,承重140t,是国内目前承重最大的数控回转工作台。
为北京重型电机厂还提供了XK2150型超大型重数控龙门镗铣床,加工宽度5m,以上两种机床均为国内同类产品中规格最大的加工厂设备,成为加工发电设备的重大关键设备。为富春江水工设备厂提供了FB225型五轴联动数控落地式铣镗床,该机为隔河岩水电站水轮机的叶片加工立下了汗马功劳,是我国生产的第一台最大规格的五轴联动重型机床加工设备。另外,还为上海电站辅机厂提供了W031型数控管板深孔钻床,加工孔径10~55mm,钻孔深度1000mm。是该厂用于加工电站辅机的关键设备,尤其是加工核电站辅机零部件。
齐齐哈尔第一机床厂与德国瓦德里希-济根公司联合设计制造的DH4300/25-25×1800-1型数控重型卧式车床,是为哈尔滨电机厂提供的三峡工程的配套设备,加工直径4.3m,加工长度18m,最大承重250t,机床可实现工件自动测量,机内对刀。在加工三峡机组水轮机转子时,一次装卡重达200t的工件,完成对工件的全部加工。该机床的研制成功,填补了国内空白,替代了进口,标志着重型卧式车床制造能力迈上新台阶。齐一厂还根据国内大型电机厂在加工电机壳上存在的困难,为西安电机厂专门开发生产了TK9017×280/10Q专用镗床,即“双面电机座镗床”,解决了电机厂没有专用加工设备的问题。镗削直径范围φ500~1700mm,镗削长度范围2100~2800mm。采用此机床加工后,可比原来采用普通机床提高加工效率5~6倍。
青海重型机床厂研制开发的CK1315×8/40型数控车铣中心,是三峡工程急需的配套设备。主要用于大型起重机械折线卷筒的绳槽加工,并适用于大型轴类零件的加工。
铁路交通领域:为铁路、桥梁机械和机车厂生产了大批关键加工设备,武汉重型机床厂为山海关桥梁机械厂和宝鸡桥梁机械厂生产了HR11型大型数控道岔铣,工作台110×7000mm,是国产第一台数控道岔铣。此后,武重又先后生产了8台同类产品,用户全部是铁路车辆企业。最近,又为宝鸡桥梁机械厂生产了XK9720×400型数控龙门移动式镗铣床,龙门间距3200mm,工作台长40500mm,龙门移动行程41000mm。主要用地大号码高速道岔的加工,是目前国内加工道岔的最大加工设备,为提高铁路道岔的加工能力和火车运行速度提供了技术保障。
青海重型机床厂生产的CK8011C、CK8013型数控车轮车床和数控车轮对车床,彻底改变了铁路系统轮对加工机床的落后状态,结束了车轮车床无数控加工机床的历史,填补了国内轮对加工机床数控化的空白,由于其高效、高质量、高自动化水平,得到了越来越多用户青睐,在多次与国外产品竞标中成为赢家,成为替代进口产品,为国家节省了大量的外汇,为提高铁路运输车辆轮对的制造、修理水平做出了贡献。
船舶制造领域:在为我国船舶工业发展,提高船舶装备制造能力上,重型机床行业发挥了重要作用,国内各大造船厂都配有国产重型机床装备。沪东造船厂、上海船厂、江南造船厂、武昌造船厂、大连造船厂、渤海船厂等以及船用柴油机、船用机械厂等企业有相当一部分加工设备是国内制造。
武汉重型机床厂为沪东造船厂提供的LEONARD-70NC数控汽缸套镗车床,该机具有车镗复合加工能力,解决了大马力低速船用柴油机缸套加工的一大难题,添补了国内空白,为提高我国造船工业能力和技术水平,跨入世界造船业先进行列提供了先进装备。为武昌造船厂提供了数控单柱移动立式车床和数控单柱立车,为昆船集团第二机械厂提供了定梁式数控龙门铣等。
尤其值得一提的是,为镇江某船厂提供的重型七轴五联动车铣复合加工机床,该机最大加工直径8000mm,最大加工高度2000mm,承重100t,具有五轴联动车、铣复合加工、在线测量等功能,可实现工作台自动精确分度,能一次装卡完成螺旋桨数控五轴联动加工机床,并达到当代国际先进水平。
齐齐哈尔第一机床厂为上海船用曲轴有限公司设计制造的数控曲拐专用车床。该产品开发研制属国内首创,是国家重点工程关键零件加工的把关设备,两台机床为用户每年创利税6064.8万元,产值15960万元。
冶金钢铁领域:武汉重型机床厂为鞍钢提供的XK21520型数控龙门镗铣床,加工宽度5000mm,加工长度18000mm,满足了轧机零部件的加工,是国产最大的数控龙门镗铣机床。
青海重型机床厂为包头钢铁公司生产的CK84100型、CK8416型数控轧辊车床,加工直径分别为1000mm和1600mm,可对轧辊进行车削外圆柱表面、外圆曲面、圆锥面,端面车削、切、车削公制螺纹、滚花等多工序加工。另外,可根据用户要求增加其它功能部件,如磨削装置、铣削装置、镗削装置等,可绝对编程、增量编程和混合编程,可进行直线和圆弧插补。是目前国内现有规格最大、功能最强的数控型轧辊车床。
险峰机床厂自行开发了具有自主知识产权的MK84系列数控轧辊磨床,是我国唯一生产该类产品的企业,先后为宝钢、首钢、武钢、鞍钢等企业提供了不同型号的数控轧辊磨床,主要用于轧钢机的工作辊和支承辊的修复加工,填补了国内同类产品的空白,达到国际先进水平。该产品的研制成功,打破了我国在该行业完全依赖进口的被动局面。目前,已为各钢铁企业累计提供了数控轧辊磨床100多台。
航空航天领域:重型机床行业为我国航空航天工业的发展作出了重大贡献,提供了不少具有国际先进水平的重型机床产品,满足了航空航天工业对加工设备的需要。武汉重型机床为各飞机制造厂提供了大批高精度、高水平的数控重型机床。为西安航空发动机公司提供了9台单柱式式加工中心和1台卧式加工中心,及时满足了飞机发动机零部件的加工。
同时,还为贵州黎阳机械厂、沈阳606所、7103工厂、成都航空发动机公司等航空企业提供了数控重型机床和加工中心等关键加工设备。另外,还为航天工业提供了急需的加工装备,其中,为中国航天科技集团长征机械厂提供的数控立车;为中国江南航天集团高原机械厂提供的数控龙门镗铣床,为中国三江航天集团提供了多台数控立车和加工中心;为湖北江山机械厂提供的数控落地铣镗床和数控双柱立式车床及为其它航天企业提供了大批关键加工设备。这些设备在航天工业发展中发挥了重要作用,为提高航天工业加工能力,装备航天工业作出了重大贡献。
机械工业领域:我国机械工业的主要重大型加工装备绝大多数为国内企业提供,重型机床产品完全能满足国内机械设备制造的需要。特别是近几年来,为满足国内一些对超重型加工设备的需要,武重、齐一均为用户提供了一些重型、超重型加工设备。如:武重为中国一重集团提供了一台16米单柱移动立式车床。齐一为洛阳矿山机械厂提供了一台10米数控双柱立式车床,加工大型齿圈及球磨机端盖等零部件。为提高我国机械工业的装备水平,作出了重工贡献。
国家重点行业核心制造领域:武汉重型机床是向重点用户行业提供重大工艺装备的主要供货厂家,多年来为该领域用户提供了大量重型加工装备
我国重型机床行业在实现振兴装备制造业的发展目标中,虽然取得了可喜的成就,但是与工业发达国家相比,还存在不小差距。目前,国产重型机床与世界一流水平的差距主要是可靠性和制造工艺等方面还有待提高与改进,相信通过重型机床行业的努力,定会加速缩小与国外的差距,不断提高国产重型机床的水平,用更精良的装备装备中国。

  编者按:

2002年列入行业统计的前5名工具企业销售收入

  13层楼高的8万吨“大压机”,锻压出飞机的起落架、主梁;上千个软件组成的网络控制系统,成为高铁列车的大脑和神经;海上石油钻井平台,期待着挽起南海的浪涛;4000吨起重机,将为大型核电站扬起臂膀。

2002年列入行业统计的前5名工具企业销售收入

  重大装备制造,事关国家命脉、国家安全。在这个领域默默付出的人们,当得起“国家工程师”之名。他们专注的,是代表国家核心制造能力的大国重器;他们的事业,撑起国民经济的脊梁。

序号

企业名称

产品销售收入

1

上海工具厂有限公司

1.98

2

成都成量集团公司

1.75

3

哈尔滨量具刃具厂

1.50

4

哈尔滨第一工具厂有限公司

1.03

5

汉江工具有限公司

0.92

  在中华人民共和国成立65周年之际,新华网与《瞭望东方周刊》联合推出大型报道《致敬!国家工程师》,向读者介绍十个代表“中国创造”的重大技术装备制造项目以及它们的核心团队。

2.国内机床及工量具需求按照人均机床消费量的水平来计,2000年我国人均机床消费量2.88美元,居世界第24位,而处于第一位的日本以及德国、美国分别为129.01美元和67.60美元、61.23美元。2003年我国人均机床消费量上升到5.18美元,增长21.6%,即使按此速度增长,到2010年人均机床消费量才达到20.36美元,我国机床工业仅国内市场就存在巨大的成长空间。与之配套的工量具需求量也很大。以用量较大的轿车刀具为例,2000年我国轿车产量达到60万辆,轿车生产线一年所用的刀具价值4亿元人民币。以此推算,2004年我国轿车产量预计达到250万~262万辆,所用刀具价值当为16~17亿元人民币。另外,一汽大众年产15万辆捷达轿车,一年所用刀具价值为1亿元人民币。世界轿车生产大国也是刀具生产大国,轿车刀具在该国整个刀具生产中的份额达到30%~40%。日本、美国和德国不仅汽车产量占世界的50%~60%,而且,作为其装备的机床和刀具产值也占世界机床刀具产值的50%~60%。国外有数据表明,刀具占制造成本为2.5%~4%,但它却直接影响占制造成本20%的机床费用和38%的人工费用,因此,进给速度和切削速度每提高15%~20%可降低制造成本10%~15%。说明使用好的刀具虽然会增加刀具的成本,但由于效率提高使机床费用和人工费用有很大的降低,这正是工业发达国家制造业大力发展刀具的原因。(作者:中国航空工业发展研究中心经济所黄辉光)

  离开家乡日久,刘雁已经吃惯了四川的辣子,甚至湖北话也已经完全变为川音。可他仍念念不忘家乡,著名革命老区湖北大悟。

  本来他可以读县里最好的中学,但是没有去,因为负担不起每月5元的生活费。最终他选择了一个离家稍近、每月只要2.5元生活费的中学,因为可以自己从家里带米、带咸菜。

  填报大学志愿时,他很想填农学院,但长辈们说,“还是要有一门技术”。

  高中老师说,去交大吧,将来可以开火车。他填报了西南交通大学。

  多年后,身为中国重大装备制造项目技术负责人的刘雁,仍然记着这些细节。“改变现状”,是他几十年间持续努力的最大动力。

  努力的结果不是开火车,而是致力于研制精密机床,为制造汽车、飞机、火箭等等工业产品提供母机。

  是为国家利器。

  内迁的老工程师

  高中读书时很苦,老师也用心,刘雁和其他几个成绩好的学生,每人每月还有额外的16斤粮食。

  他一心想上大学,想考出去。

  代价很大。为了供刘雁读书,六旬的父母和一个姐姐支撑着家业,姐姐直到近30岁才出嫁。镇里出了第一个重点大学的大学生,一时轰动,大队免费在刘雁家的自然村里放了一个月电影。

  1984年夏天,刘雁坐上西去四川的火车。

  4年后,书读完了,刘雁想赶紧工作养家。

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