數(shù)控機床技術(shù)在高速化、復(fù)合化、精密化、多軸化等方面取得了顯著進步和一系列突破。但在精度、可靠性方面和國外的數(shù)控機床還有很大差距。 數(shù)控機床技術(shù)在高速化、復(fù)合化、精密化、多軸化等方面取得了顯著進步和一系列突破。但在精度、可靠性方面和國外的數(shù)控機床還有很大差距。
數(shù)控機床的水平、品種和生產(chǎn)能力,直接反映了一國工業(yè)的綜合實力,而我國數(shù)控機床的誕生比美國、德國略有滯后,經(jīng)歷近半個世界發(fā)展,中國的數(shù)控機床遠遠落后于德、美、日等國,國產(chǎn)數(shù)控機床基本以低檔經(jīng)濟型和中檔普及型數(shù)控機床為主,數(shù)控機床市場份額的70%~80%、數(shù)控系統(tǒng)(普及型、高級型)的90%被外商占領(lǐng)。
目前數(shù)控機床產(chǎn)品中,中低端產(chǎn)品我國企業(yè)已有一定實力,但高檔數(shù)控機床仍是短板,而高檔數(shù)控機床是航空航天、汽車、船舶和發(fā)電設(shè)備制造這四大領(lǐng)域的必需,是產(chǎn)業(yè)升級的必備,盡管國家實施了高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項,并計劃到2020年四大領(lǐng)域所需的高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備80%立足國內(nèi),但目前只有濟二機床大型高效數(shù)控全自動沖壓生產(chǎn)線一個項目成功實現(xiàn)了商業(yè)化,關(guān)鍵零部件和高檔數(shù)控系統(tǒng)方面尚需繼續(xù)努力。
數(shù)控機床加工的尺度特征向極端方向發(fā)展
現(xiàn)代數(shù)控機床的加工精度始終是衡量機床技術(shù)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。體現(xiàn)加工精度的效果如今已經(jīng)不局限于尺寸精度、形狀精度以及表面粗糙度等方面,更體現(xiàn)在微結(jié)構(gòu)的加工技術(shù)方面。一方面,局部加工的形狀尺度特征向精微方向發(fā)展,另一方面加工的整體形狀向大尺寸方向發(fā)展。
在科技創(chuàng)新的驅(qū)動下,大量帶有微結(jié)構(gòu)的零件加工是當(dāng)前精密機床發(fā)展面臨的重要任務(wù)。微結(jié)構(gòu)零件的應(yīng)用非常廣泛,比如太陽能發(fā)電元件、手機導(dǎo)光板、液晶顯示器增亮膜、高速公路顯示板、復(fù)眼透鏡、衍射光柵、傳感器元件、二元光學(xué)元件、微型透鏡等。微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)使機床的加工進入新的領(lǐng)域。微結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)對機床加工提出了新挑戰(zhàn),機床的運動精度、運動的平滑性、阻尼特性都有新的要求,此外加工工藝、機床刀具、機床附件也都要發(fā)生新的變化。新的光學(xué)加工技術(shù),如快刀伺服(FTS)、刨削加工、鑿削加工、確定性磨削等在微加工技術(shù)發(fā)展中產(chǎn)生。用于加工大型圓柱面、圓端面、平面的微結(jié)構(gòu)機床成為市場競爭的產(chǎn)品。納米壓印復(fù)制工藝技術(shù)相應(yīng)也得到發(fā)展應(yīng)用。
微結(jié)構(gòu)尺寸的變化從幾百微米到幾微米不同,但微結(jié)構(gòu)的加工表面的質(zhì)量都在納米級。帶有微結(jié)構(gòu)的整體零件的尺寸從毫米級到數(shù)米不同。在微結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備領(lǐng)域,日本、德國、美國發(fā)展迅速,出現(xiàn)了很多新機床產(chǎn)品。典型的公司包括:東芝機械、發(fā)那科、不二越、庫格勒、Precitech、Nanotechnology等。值得一提的是微孔精密切削加工在此期間也得到了快速的發(fā)展,德國科恩公司的金字塔超精密機床,可以用同一把刀具在半導(dǎo)體陶瓷材料上加工上萬個直徑不超過0.1mm的微孔。
2014年,國家將繼續(xù)穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu),在此大環(huán)境下,數(shù)控機床行業(yè)必須調(diào)整現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),在現(xiàn)有中端取得成果基礎(chǔ)上發(fā)力高端,一方面需要面臨國外產(chǎn)品以及合資產(chǎn)品擠壓國內(nèi)中端市場的競爭壓力,另一方面要加大研發(fā),擠入高端市場,擺脫受制于人的嚴峻形勢。在研發(fā)方面,在國家現(xiàn)有專項支持基礎(chǔ)上實施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略,以企業(yè)為主題,以創(chuàng)新為驅(qū)動力,鑒于機床屬于投資大、見效慢的行業(yè),僅憑企業(yè)自身努力無法實現(xiàn)長久發(fā)展,需要多家企業(yè)參與共性技術(shù)研發(fā),同時引入科研院校參與,實行公私合營伙伴關(guān)系(PPP)推進研發(fā);國家層面需要加大基礎(chǔ)研究投入和研發(fā)人才培養(yǎng)。
2014年,中國數(shù)控機床將在2013年的基礎(chǔ)上平穩(wěn)發(fā)展,預(yù)計數(shù)控機床產(chǎn)量將略有增加,進口需求依舊很大,但需求更偏向于高端產(chǎn)品,同時中端產(chǎn)品在國外實施本地市場化服務(wù)后也將有所增加。