我国数控机床发展现状及存在问题

我国数控机床发展现状及存在问题

摘要：近年来，我国的数控机床产业取得了长足的进步，但同时也暴露出很多问题。本文首先介绍了我国数控机床的发展现状，然后从技术研发、政府管理、机制改革等多个方面分析了要改变现状取得更大进步所必须采取的措施。

关键词：数控技术，现状，成绩，问题，展望。

一、近年来我国数控技术所取得的成绩

我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过“六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收“科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3% 34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国。据统计，目前我国可供市场的数控机床有1500种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。领域之广，可与日本、德国、美国并驾齐驱。这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。

国家统计局数据显示，2011年我国机械工业累计实现工业总产值16.89万亿元，同比增长25.06%。全年实现利润总额12013亿元，同比增长21.14%。在列入快报统计的120种主要机械产品中，102种产品的产量实现同比增长。其中数控机床产量25.71万台，比上年增长20.6%，产量首次超过25万台，创下历史新高。数控机床增速高于普通机床增速5个百分点左右。数控机床在保持较快增长的同时，产业结构调整有序展开并明显提速，突出表现之一就是依靠自主创新，使得技术产品向高端升级步伐加快，通过国家相关计划的支持，创造了一批具有自主知识产权的研究成果和核心技术。取得了很多令人瞩目的成绩：近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。如国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。该构型为国际首创。基于RT 一Linux开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能在同一网络中与多台PLC 相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。该机床的作业空间4.5mx1.6mx1.2m，A轴转角±1050,C轴连续转角0一4000，主轴转速(无级)最高10000r/min，重复定位精度±0.01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。

超精密球面车床为陀螺仪的加工提供了基础设备，这类车床也可用于透镜模具、照相机塑料镜片、条型码阅读设备、激光加工机光路系统用聚焦反射镜等产品的加工。

高速五轴龙门铣床采用铣头内油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等技术。这类铣床可用于航空、航天、造船、水泵叶片、高档模具等的加工。

SSCKZ80一5型五轴车铣复合加工中心可满足航天、航空、船舶及铁路运输业对高精度、高刚度、形状复杂的大型回转体零件加工的要求，如飞机发动机主轴、起落架的加工，船舶发动机活塞、增压器蜗杆差速换向器及螺旋叶片的加工等。

TW250型高速、高效车削中心采取双主轴对置结构，两个刀架分别位于主

轴轴线上下方，控制轴数8个，可实现4轴联动。装有12位伺服驱动双向动力刀台的上下刀架可对任一主轴进行2轴或4轴加工。该机床采用模块化设计技术，可根据用户的不同要求派生为双刀架双主轴、单刀架双主轴、双刀架单主轴、等车削中心或数控车床。

MJ一860DT型双刀架四轴对置式数控车床是一种大规格、重载荷、高刚度、多轴控制的数控车床，适合兵器、航天航空制造业对大型工件(如高强度耐热钛镍合金钢类零件)进行中低转速下的强力切削，也适宜冶金、机车、造纸机械等行业对大型工件特别是长轴类零件进行高效、强力车削时采用。

目前我国已经可以供应网络化、集成化、柔性化的数控机床。同时，我国也已进入世界高速数控机床和高精度精密数控机床生产国的行列。目前我国已经研制成功一批主轴转速在8000—10000r/min以上的数控机床。我国数控机床行业近年来大力推广应用CAD等技术，很多企业已开始和计划实施应用ERP、MRPII 和电子商务。

二、我国数控机床发展存在的问题

(一）数控化水平低

与发达国家相比，我国机床数控化率不高，目前生产产值数控化率还不到30%；消费值数控化率还不到50% ，而发达国家大多在70%左右。高档次数控机床及配套部件还只能依靠进口。国产数控车床到2000年可供品种700多种。接近数控机床品种的50%，其中占产量50%的是经济型数控车床。最高转速一般在2000 r/min，个别转速达8000 r/min，坐标定位精度一般为0. 01mm，重复定位精度在0. 005mm，工作精度圆度在0. 01～0. 005mm之间，表面粗糙在Ra0. 8～1. 6μm。，我国大型高性能超精机床每年生产不足千台，仅占国产机床总量和总价值的1．5%-2．5%,不到德国或日本的1/20。国外卧式加工中心都装有机床精度及温度补偿系统，加工精度比较稳定，而国内尚在研发中;国外加工中心定位精度基本上按德国标准VDI3441验收，行程1000mm以下，定位精度可控制在0．006—0．0lmm以内，而国内定位精度相对较低。

(二）产品水平不高

首先是精度普遍不够高，对国产加工中心刀库机械手、数控车床刀架，用户不放心，定位精度，特别是重复定位精度也有待提高。只有少数产品达到欧洲标准定位精度；其次，高精度、静刚度主机结构和整机性能开发有差距；再次，产品在主轴转速，快移速度、换刀速度、加速度等机床性能指标上与国外有较大差距。国外滚珠丝杠副驱动的高速加工中心快速进给速度大多在40m/min以上，最高已达到90m/min，直线电机驱动的加工中心最高达到120m/min;而国内加工中心快速进给大多在30m/min左右，个别达到60m/min，直线电机驱动的加工中心也仅试制出样品。国外高速加工中心主轴转速一般都在12000—25000r/min，最高已达到70000r/min,在结构上都采用适应于高速加工要求的独特箱中箱结构或龙门式结构。最后，可靠性有待提高。国产数控系统最常平均无故障时间（MTBF）大都可超过1万h，但国际上先进企业数控系统MTBF已达8万h。国产数控车床、加工中心MTBF虽有少数厂达500h，但国际上先进水平已达800h。至于外观、漏油等老问题仍与工业发达国家产品有差距。

（三）功能部件发展的问题