中國航空航天工業的發展成為機床施展的新舞臺
有數據表明,未來20年,我國需要購買民用客機2,400余架,價值高達1,970億美元,加上各類支線客機和民用運輸機,總價值在3,500億至 4,000億美元。同時航空攝影、勘探、農業航空、警用、搜救、消防等方面的需求將大大刺激直升機市場的需求。同樣隨著國防工業的發展,中國的軍用飛機也將是一個很大的市場。簡而言之,中國的飛機市場需求量巨大。
中國航空航天業發展對機床的要求
中國航空工業的發展勢必帶動和促進裝備制造業的發展。但是,由于航空航天工業產品零件具有耐高溫、高強度、難加工、合金材料和復合材料多、復雜結構件多和工藝要求高等特點,要求機床加工設備朝大型(重型、超重型)、高速、精密、復合、智能化的趨勢發展。
1. 重型、超重型化
以大飛機項目來說,大飛機的梁、框、肋和壁板的毛坯所用的板材或鍛件,都是重則幾百公斤甚至數噸的“大塊頭”,因此得用重型、甚至是超重型的機床加工。可以預見,這將促使中國機床企業加大對重型、超重型機床技術的投入和開發。
2. 高速、精密化
航天工業需要的機床大多為精密的數控機床。如精密縱切自動車床、盤料數控自動車床、精密數控車床和車削中心、立臥轉換4-5軸銑削中心、高精度數控萬能磨床、數控坐標磨床、數控光學成型磨床等。
比如航空發動機制造中各種結構復雜的整體機匣、葉片、葉盤等,其材料大多為鈦合金和高強度耐熱合金,加工時需要功率大、剛性好的機床。
例如用于精加工的五坐標聯動技術,是當今數控機床的高技術之一,其核心是對旋轉刀具的中心點的控制,在航空航天工業中它主要適合于復雜零件的加工。
目前,我國在制造飛機零部件時,原則上精加工都采用國外設備,粗加工和半精加工采用國內制造設備。應該說,我國的精密機床制造技術還有很長的一段路要走。
3. 復合化
針對航空航天領域廣泛采用的鈦合金、耐熱合金材料的零件,機械切削困難甚至無法加工的窄槽、微孔、異形孔等,就必須得仰仗電火花、激光、超聲及電解復合加工等工藝技術的進一步發展,同時,復合專用加工設備的研制也成為必然的發展趨勢。
例如,航空發動機葉片上要加工諸多窄槽及尺寸為0.20.4mm的小孔,窄槽采用電火花加工,0.20.4mm的小孔較初采用激光加工,但因為激光加工后小孔下方端口有熔瘤堆積,會發生磨粒流難以完全去除的現象,對此,北京航空制造工程研究所的研究人員在小孔加工工序中采用了電液束(即電射流)工藝,通過增高工作液壓力產生輝光放電,圓滿地解決了加工難題。從中可以窺見,對航空、航天領域的一些工藝難題,當采用某單一工藝方法難以解決時,就需要大膽探索多種工藝復合或交替加工方案。
4.智能化
金屬加工的高速化需要高效可靠、反應敏捷的數控系統,而數控機床的智能化水平的高低與數控系統性能的高低直接相關。當然,智能化可整體提升機床的功能和質量。
試以日本MAZAK的獨資子公司寧夏小巨人較新推出的64位數控系統MAZATROL FUSION 640為例,該產品首次使用了CNC和PC的融合技術,可詳細準確地記載機床的運轉狀況,管理者只需通過網絡直接訪問各種有關加工工況和工作過程的數據,并實時發出各種指令,便能實現管理過程的死循環控制。
此外,為了較大化地賺取利潤和增強自身競爭力,制造業企業必須尋求突破,以較低成本、較高效率的生產和管理方式創造較大化價值。高智能化數控機床將成為日后制造業的主流裝備。
國內機床面對的問題及應對方案
目前國內機床企業面對的主要問題是:產品以中低文件為主,技術水平普遍不高,高端產品少;不規范的市場競爭促使嚴重的兩極分化現象出現,高端產品生產企業由于具備足夠的實力而持續走高端路線,低端設備生產商舉步維艱,以中端產品生產為主的企業面對的競爭較大、壓力亦較大;歐美、日本等國外強勢機床企業的進駐,進一步加劇了國內機床市場的競爭。
國內機床企業應從以下幾方面來提升自身的競爭力:發揮自身長處(性價比高的優勢等),以市場為導向,持續、穩步地加大對新產品的研發投入。尋求先進生產和管理經驗,調整產品結構,提高產品文件次,拓展產品陣容,加大對先進機床技術的研發投入。充分發揮行業組織的作用,有效合理地利用企業間的共享資源,加強合作。提高整體服務水平與能力的“軟環境”,加強對數控專業人才的培養力度。
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