机床重点用户基础装备需求分析（一）

　　为深入了解重点用户行业对机床的需求，进一步密切产需关系，加强与用户的沟通，以便更好地为用户服务，中国机床工具工业协会于2007年下半年组织大量人力对与机床有关的部分重点用户行业进行调研。通过调研进一步了解了当前重点用户行业对机床需求情况，以及中长期发展对机床的需求预测，对落实“高档数控机床与基础制造装备”重大专项方案的实施，以及加快振兴机床装备制造业有推动作用；对企业的发展方向、开发新产品的决策有导向作用。现将各行业对机床设备的需求情况摘要刊出，供大家参考。

    

    一、各行业重点需求情况    

    l 航空工业
    航空工业所涉及的范围越来越大，产品越来越多，其主要产品分为军用飞机、民用飞机、机载设备、非航空设备网大类，其重点是前两类。

    飞机制造所需要的机床主要用于加工发动机、机身(含机头、机翼、尾翼等)、机载设备(控制仪表、救生、通讯、战术导弹等设备)。

    (1)发动机加上设备：飞机的发动机种类很多，加工方式大同小异，所需设备以高精度数控机床为主，如加工箱体的四轴以上联动卧式加工中心和立式加工中心、加工叶片的五轴联动叶片加工中心、加工主轴用数控车床、高精度数控磨床等。

    (2)机身(包括机头、机翼、尾翼等)加工设备：该类零部件主要是大型框架结构，材料以铝合金、钛合金等为主。其加工工艺也是大同小异，设备以数控龙门式机床为主，如数控龙门镗铣床、数控龙门加工中心、数控落地铣镗床、数控五轴联动龙门加工中心等。

    (3)机载设备加工设备：由飞机载设备种类很多，所需设备也比较复杂，一般需要规格较小的高精度、高速数控机床，如中小型高精度立式加工中心、高精度数控车床、数控磨床等。

    (4)飞机起落架的加工设备：飞机起落装备所需材料比较特殊，起落支架采用高强度的钛合会等材料，加工难度大。其毛坯需要万吨压力机锻造成型，机械加工需要数控落地铣镗床、龙门五轴联动加工中心等设备。

    

    2 兵器工业
    兵器工业中高新技术武器装备，坦克和装甲车发动机的五大零部件，变速箱、驱动轴等加工与大型汽车的加工没备有不少相同之处，需要大量各种高档数控机床，只是因批量较少使用单机加上的较多。此外，特殊材质厚钢板的加工，需求大量各种切割机床和板材焊接设备等。

    (1)高新技术武器装备：包括精确打击、两栖突击、远程压制、防空反导、信息夜视、高效毁伤等武器，大多需要高精度数控机床，如高精度加工中心、高精度数控车床、高精度数控磨床以及精密数控齿轮加工机床等。

    

    (2)各种大型火炮等重武器制造设备：主要需要大型立式和卧式加工中心、数控龙门镗铣床、数控车床、数控深孔钻等设备。

    (3)中小型武器加工需要的设备：这类武器的特点是要求加工精度高、功能多的五轴联动机床，以及大批量高效率生产，自动化程度高的机床。

    (4)其它需要的设备：如工业CT检测仪、光学镀膜机、多自由度振动台和一些分析仪器、检测仪器等。

    (5)专用机床：枪炮来复线的拉线机；枪弹生产的多工位压力冲床；加工小直径长孔的深孔钻机床等。

    

    3 船舶工业
    根据《船舶配套业发展“十一五”规划纲要》，到2010年实现优势产品生产能力大幅度提高，基本掌握重点产品的关键制造技术，自主研发取得一定突破。主要是产业规模快速扩大，本土生产的船用设备装船率到60％以上，实现船用设备年销售收入500亿元，形成一批具有较强国际竞争力的船用设备专业化生产企业。

    船舶工业需要的主要有船体加工没备、焊接设备、涂装设备、机加工设备和检测设备。

    (1)船体加工多为专用没备：如卷边设备、校平设备、压力机、折边机、型钢弯曲机、剪板机、刨边机、光电跟踪切割机、数控切割机、抛丸除锈设备等。

    (2)船用柴油机机体制造设备：主要是重型和超重型龙门镗铣床、数控落地铣镗床、人型数控卧式镗铣中心，多轴五联动数控镗铣床、数控立式车床、大型数控成型砂轮磨齿机。

    (3)曲轴等零件加工设备：主要是曲轴铣床、大型曲轴车铣中心、大型曲轴磨床等。

    (4)螺旋推进器制造设备：需要大型五轴立式车铣中心、多轴五联动数控落地铣镗床、多轴五联动数控铣镗中心、大型数控立式车床等。

    (5)船用机械和仪表制造设备：需要五轴立卧转换加工中心、五轴车铣中心、卧式加工中心、大型数控落地铣镗床、数控立式车床、各种规格的数控车床和车削中心等。

    

    4 汽车工业
    汽车产业对数控机床的基本要求，可以归纳为：高效柔性、精密可靠、环保成套。汽车产业发展对机床行业有着巨大影响。汽车生产按工艺流程，大致可分为十几条生产线，如发动机(缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆等)、变速箱、底盘零件、冲压、焊接、涂装、总装及铸造、锻造、热处理等生产线。


    (1)发动机制造设备：主要是加工缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆等生产线设备。该类设备大多是高效、高性能、高可靠性数控机床和专用数控机床。其中：缸体、缸盖及变速箱体加上柔性生产线大多由卧式加工中心组成；变速箱加工设备基本上与缸体的加工设备类似；曲轴加工设备主要是车车拉机床、数控曲轴内铣或外铣床、数控曲轴磨床、曲轴抛光机等设备；凸轮轴加工设备是凸轮轴数控车床、凸轮轴磨床等；连杆加工大多为专用设备，如双端面磨床等。

    

    (2)大型覆盖件冲压、涂装、焊接、总装等没备：其中冲压设备丰要是用于加工大型覆盖件，如车门、侧围、前后盖、顶盖等板材类零件，大型覆盖件多用冲压生产线加工，可分为人工上下料和自动上下料两种，也有采用大型多工位压力机代替生产线；涂装没备多采用机器人自动喷涂生产线的方法；焊接设备中部件焊接大多采用悬挂式点焊机手工焊接的方法，部分整车车身总成焊接采用焊接机器人的方法焊接；总装设备大多采用人工装配和机器人相结合的方法。

    (3)铸造、锻造、热处理设备：其中铸造没备主要是铸造发动机缸体、缸盖及变速箱等铸件，其设备大多采用气冲造型自动生产线，从上料、造型、浇注到清眇等整个过程全自动化，部分中小铸件采用压铸或其它精密铸造的方法；热处理设备主要采用高频淬火、渗碳渗氮、电镀、涂层及发蓝等方法。

    (4)汽车各种零配件生产设备：汽车的零部件有几千种，需要的机床各式各样，基本上覆盖了所有的机床品种。

    

    5 电力工业
    电力工业装备土要包括两大部分，即发电设备和电网设备。其中：发电设备分为煤电、水电、核电、风电和气电等；电网设备主要为超高压输变电设备：包括变压器、断路器、电抗器、互感器、电容器、隔离开关等。总之电力工业需要的重点机床比较复杂。

    (1)煤电、核电和水电等发电设备。当前，我国仍然以火力发电为丰，水力发电在快速增加，并将逐渐增加核能发电，这些发电机组的生产都需要大型、重型加工设备。加工一个重达200多t的60万kW汽轮机转子，需要同转直径3.5～4.0m、长15～20m的重型卧车；加工涡轮叶片需要五轴联动加上中心；加工中压缸、高压缸需20m数控立车，镗杆直径200～260mm的数控落地铣镗床，龙门宽7.5～8m，长22m的数控龙门镗铣床等等。

    (2)风力发电设备。近几年风力发电发展很快，内蒙古、新疆以及山东、江苏、广东等省、自治区都做了大规模发展风力发电的规划。内蒙古自治区已上报国家和自治区的风电项目规模达139万kW，获得国家和自治区核准、批复的有10项，规模约达64万kW，其中有6个风力发电项目已经开工建设，投资约40亿元。风力发电机组要求可靠、寿命周期长，因此零部件的精度、功能要求高，如变速箱中的箱体孔、轴、齿轮等的精度要求达到5级，内齿轮的精度要求达到6级，寿命不小于20年，保用期5年。目前上要采用圆柱内和圆锥齿两种，需要加工的零部件主要为变速箱体、箱盖和大型齿轮、齿圈，所需要的丰要设备为各种大型卧式加工中心、龙门加工中心和龙门镗铣床、落地铣镗床、大型立式滚齿机、插齿机等。此外，需要制作长达几十米的叶片(目前达到半径超过60m)，制作高达几十米(目前已超过80m)和直径几米(其内部具有人可以上下的装备)的大型塔柱等，需要各种大型成形加工没备。

    

    3)电网输变电没备。输变电设备在电力行业中的作用越来越重要，为了减少在输送电过程中的损耗，电压越来越高，规格做得越来越大。所需要的相应设备主要有加工变压器矽钢片的冲压设备，钢结构加工的数控成套设备，如铁塔型钢成套加工设备，包括切断、数控角钢冲孔、钻孔、开槽复合机等，为成形机床行业提供了广阔的市场空间。

    

    6 工程机械
    工程机械的产品种类较多，主要包括挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、工业车辆、压实和路向机械、桩工机械、混凝土机械、凿岩机械、军用工程机械等。

    工程机械行业是机床行业的重要用户之一。需要较多的机床如各种规格的立、卧加工中心(加工壳体，变速箱)、数控车床、数控磨床、齿轮加工机床、数控专用机床等；需要大量锻压设备如大型数控剪板机、数控折弯机、数控切割机、自动上下料的各种压力机等。此外，还需要焊接机械手、机器人、喷漆与表面处理等设备。

    

    7 重型机械
    重型机械制造业主要是为矿山、能源、原材料等工业和国防工业提供重大技术装备和大型铸锻件，也属于重要基础装备业之一，主要为国家重大工程项目服务，如钢铁行业的大型冷热轧机、石油化工的钻探和加工设备、大型电站设备、地下核试验、航天发射、各种大型军工装备(如核潜艇压力壳、大型军舰等)，为汽车工业、水利建设等部门提供了大量的技术装备。为了完成如此多的重大工程项目任务，需要大量高档数控机床，如数控重型立式和卧式车床、大型立式和卧式加工中心、数控龙门加工中心(含龙门五面体加工中心)、数控重型落地铣镗床、大型深孔钻床、大型立式和卧式滚齿机、大型数控轧辊和数控导轨磨床以及大型机械压力机、大型油压机、大型水压机、锻锤等大型锻造设备。


     8 农业机械
    我国农业在人力向农业机械化和自动化发展，农机产品结构发生了很大变化，国内对农机产品的需求增加，出口也人幅度增加。而且，农机由低档产品在向大型、高效、成套及智能化等高档产品发展。如多功能通用型高效联合收割机、大中型拖拉机和自走式联合收割机、水稻插秧机和联合收割机、玉米联合收割机、纤维作物联合收割机、大型自走式喷灌机等。所有这些自动化程度高的大型农业机械的制造，需要高水平数控机床才能完成。如生产大型拖拉机、联合收割机等所需要的设备同汽车生产的设备差不多，大多以生产自动线为主，所需设备如各种数控车床、立式和卧式加工中心、数控铣床、各种数控磨床、数控齿轮加工机床、各种组合机床等金切机床；板材加工的各种成形机床如数控剪扳机、数控折弯机、数控压力机及锻造机等。

    

    9 铁路行业
    近几年，我国铁路建设速度加快，2005年和2006年铁路行业投资大幅度增加，分别达到约1360亿元和2080亿元。从2006～2020年间，铁路建设投资将继续大幅度增加，投资总额将超过2万亿元。铁路制造业将迎来一个新的行业发展时期。

    高速列车的车体和机车的制造，需要大量高档数控机床。机车主要是电动机车和内燃机下的制造，以及转向架，制动系统等的加工，需要的数控机床主要有各种大中型立式和卧式加工中心、数控铣镗床、数控立式车床、数控磨床及数控专用机床等。高速机车对车体和大型覆盖件的要求越来越高，开始采用铝合金或不锈钢等材料，表面加工要求很高，主要需要大量板材加工设备，如数控压力机、数控剪板机、数控折弯机和锻压机；高速动车组的车轮系统主要是动轮和车轮及车轴的加工，制造厂由于批量较大，多采用专用自动生产线，车轮加工多采用以数控立式车床组成，并带有自动上下料和翻转机构的自动线；车轴加工人多采用由数控卧式车床和上下料机构组成的闩动生产线组成。大修机务段加工车轮主要使用数控专用仿形车轮车床或数控不落轮对车床，加工车轴大多采用数控车轴车床。此外，铁轨的接头和道岔加工大多采用数控道岔铣床等。

    

    二、典型高档数控机床的技术水平要求
    

    承担“重大专项”有关部门和行业所需要的数控机床设备，虽然对品种需求有很大区别，但是都具备技术水平要求很高的共同特点。也就是说，基本上都属于高档数控机床，其中有很多产品也是“高档数控机床与基础制造装备”重大专项中所要发展的高档数控机床产品。所以说，实施“重大专项”将促进我国高档数控机床的发展。在调研中，一些行业部门对所需要的高档数控机床，提出了具体的技术要求，现将部分典型高档数控机床的技术指标要求简单介绍如下：

    

    1 数控车床和车削中心类
    (1)精密数控车床和精密多轴控制(7～8轴)车削中心。丰要技术参数：车削直径φ150～300mm、丰轴转速5000～8000r/min、刀具转速8000～12000r/min、快速移动超过60m/min、主电机功率7.5～15kW、上轴径向和端面跳动0.001mm。国外可供参考产品有德国Spinner公司的SB/CNC精密数控车床、美国Hardinge公司的QUEST系列精密车削中心、瑞士Bumatec公司的S-189CNC精密车削中心。

    (2)大功率高扭矩数控车床和车削中心。主要参数：车削直径φ310～715mm、主轴转速2000～4500r/min、主电机功率37～52kW(100％)、扭矩2250～3300Nm。国外可供参考产品有德国Boehringer公司VDF C系列数控车床和车削中心。

    

    (3)再切削和大重型车铣中心。主要适用于大重型曲轴等零件加工。主要参数：最大回转直径φ700～1600mm、长度1500～10000mm、主电机功率60～70kW、铣主轴电机功率30～45kW。国外可供参考产品有Niles-Simmons公司C系列车铣中心、奥地利WFL公司M系列车铣中心和德围WaldriehSiegen公司MultiRond重型车铣中心。

    

    2 加工中心类
    (1)高速五轴立式加工中心。主要适于模具高速加工用的，机床采用门式结构，主要参数：工作台尺寸320mm×320～1200mm×l000mm、主轴转速30000~42000r/min、电主轴功率14～25kW、快速行程40～60m/min。国外可供参考产品有德国Roders公司RFM系列高速五轴立式加工中心和Herrnle公司C系列高速五轴立式加上中心、瑞士Mikron公司HSM系列、XSM系列高速五轴立式加工中心和意大利FIDIA公司、RAMBAUDI公司的高速五轴立式加工中心。

    (2)立卧转换精密镗铣中心。主轴头立卧转换，可以进行五轴加工，主要参数：工作台直径φ600～1500mm、主轴转速6300～18000r/min(可选)、主轴功率20kW左右、快速行程30～60m/min。国外可供参考产品有德国DMG公司DMU P系列立卧转换镗铣中心、瑞士Mikron公司UCP系列立卧转换镗铣中心。

    (3)小型精密五轴加工中心。适于电子和航天制造业用于小型精密零件加工。主要参数：圆工作台直径150～600mm、主轴转速：12000～30000r/min、主轴功率10～16kW、快速行程30m/min、工作台C轴360°、主轴B轴摆动-10°～+110°(或工作台4轴摆动)。国外可供参考产品有瑞士Willemin-Macodel公司W系列五轴精密加工中心。

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