我國滾動功能部件產業出身在機床行業,起步于20世紀60年代之初,是在當年“全國精密機床戰役”、“全國數控機床攻關”中成長起來的一個關鍵零部件新興小行業。什么是“滾動功能部件”?以滾動摩擦為特征,由具有傳動、定位、導向、分度等功能組成的零部件群,統稱滾動功能部件。而各類滾珠絲杠副、各類滾動直線導軌副及其組合單元是它們的典型代表,它們都具有高效率、精密定位、節能(增力)、高速等功能。在裝備制造業的各個領域,滾動功能部件不但是數控機床的關鍵零部件,也是21世紀低碳經濟時代的綠色產品,現代化機電產品中的重要通用基礎零部件。
我國滾動功能部件產業近年發展十分迅速,出現了值得關注的三大態勢:
(1)行業中的龍頭企業在國家科技重大專項的支持下,在向精密、高速、大型重載等高檔產品進軍中取得了可喜成就。
例如,南京工藝、漢江機床、博特精工、大連高金、JCS精密天工等研發成功精密高速滾珠絲杠副及高速精密綜合檢測儀取得重大進展,其產品已開始在部分國產中高檔高速數控機床、加工中心中采用。其中南京工藝在10m大絲杠生產線上配置了10m數控硬旋銑機床,10m數控中頻淬火機,10m激光導程測量儀等高檔裝備、大型重載滾珠絲杠副已能系列化量產,整體長10m,接長可到15m,產品已進入國際市場。而GZB系列重載滾柱直線導軌副,單根最長6m,最高精度2級,單個滑塊最大承載192t,已批量生產,訂單不斷,部分替代進口。博特精工在研制行星滾柱絲杠副的同時,研制成功Φ120×20全長23m國內最長的超大型重載滾珠絲杠副,各項指標達到國際先進水平,填補空白,出口國外。凱特精機早在2007年就研制成功滾柱直線導軌副,隨后利用產、學、研結合又深入進行理論研究和性能試驗,在此基礎上向市場推出LGR系列產品。由于重視產品質量和可靠性,“HTPM”品牌已被不少用戶指定選購。
(2)活躍在江南的一大批滾動功能部件中小民營企業快速成長,百花爭艷,他們的成長有三大特點。
特點之一:有實力的民營企業大量使用新一代的CNC復合專機,例如:CNC車銑復合加工中心、CNC滾珠螺母磨削中心、CNC導軌滑塊專機等擺脫了幾十年傳統一機一序手工操作的落后工藝,生產效率和產品質量上了一個新臺階,他們中以東潤澤、深圳威遠、北京PCA等采用率最高,民企形象煥然一新。
特點之二:滾珠絲杠冷軋工藝及裝備這一高效綠色制造技術,在民營企業中開花結果。例如:浙江麗水DLY公司在國內首先軋制出Φ80×10/10m大型冷軋滾珠絲杠副,為大型重載滾珠絲杠增加新的規格。此外還有寧波滾石、浙江新億特、福建南靖長青等一批中小企業大批量軋制中小規格、大導程冷軋滾珠絲杠,在城鐵、工程機械等多個領域成功應用。正是民營企業家艱苦創業、敢想敢干、勇于開拓進取的精神正在改變我國在冷軋成形技術領域的落后局面。
特點之三:在導軌方面的后起之秀浙江SKT公司起步雖晚,在滾柱直線導軌、復合一體化十字坐標工作臺、自潤式導軌方面也取得較大進步。
(3)中國滾動功能部件產業已邁入產業鏈的成熟階段,開始呈現良性循環,表現在以下方面:
從產業鏈的上游看,為滾動功能產業供應關鍵裝備的企業已呈現遍地開花的格局。眾所周知,漢江機床多年來一直是滾動功能部件產業的主要裝備供應商,今年又先后研制成功SK7450×100的10mCNC超大型絲杠磨床、SKR7620型六軸聯動內螺紋磨削中心、以及6m、8m、10mCNC絲杠硬旋銑機床等,在螺紋制造技術方面處于國內領先地位。而如今已有至少6家企業生產,例如:后起之秀的廣州敏嘉制造技術有限公司已為行業提供CNC車銑復合加工中心近90臺、CNC滾珠螺母磨削中心30多臺,并出口到日本THK(6臺)和德國BLIS(3臺),據稱,其在滾動功能部件行業中的用戶有52家,共計銷售各類CNC專機23種196臺,2011的銷售額將達到1.6億元以上。敏嘉作為民營企業的杰出代表,使我國的高檔螺紋磨床由進口到出口并受到世界頂尖企業的青睞。敏嘉的崛起和快速發展再次證明民企的創造力和生命力,這是“中國裝備,裝備中國”在這個領域內的十分重要變化。還需要特別提出的是,用于滾動功能部件的關鍵、大型、動態檢測儀器早已基本立足國內,其自給率達80%以上。我國在20世紀70年代開始,由于國外禁止高精密、自動化大型動態檢測儀器出口中國,我們在原機床工具局的領導下,由北京機床研究所規劃、協調組織,在有關高校和龍頭企業的積極參與下,自力更生、發奮圖強,研制出滾珠絲杠(副)導程、行程精度動態測量儀(包括:激光型、光柵型,2~8m)動態空載預緊力矩測量儀、剛度測量儀、傳動效率試驗機、滾動直線導軌副綜合性能自動測量儀等。近年北京機床研究所承擔重大專項研制成功12m超大型滾珠絲杠(副)行程測量儀,屬國內首創。我國在上述領域已邁入國際先進水平,這是厚積薄發,幾代科技人員智慧的結晶。
但是,在產業鏈的上游也存在“軟肋”。例如:優質原材料和熱加工技術發展滯后,不適應新工藝和重載有沖擊載荷等特殊工況的需求?,F在,“滾珠絲杠的材料熱處理精確控制技術及工藝規范”共性技術的研究項目已由山東博特精工等單位承擔,正在實施。此外,作為滾動功能部件中的核心元件——滾動體,包括Φ15以上的高精度大鋼球,高精度、高壓強負荷Si3N4氮化硅陶瓷球,滿足高速重載要求的特殊截形精密滾柱等,國內廠家尚不能滿足高檔滾動功能部件的配套需要。
從產業鏈的下游來看,滾動功能部件在先進工業國家中的推廣應用普及率很高,幾乎滲透到加工制造業的絕大部分領域,而用于機床行業大約只占30%左右(甚至更少),而我國用于機床行業的比例高達60%以上(不少企業達到80%),這說明產業鏈的下游尚有大片大片的“未開墾的處女地”。近年,特別是在全球金融危機的沖擊下,我國滾動功能部件產業中的許多企業已經邁出機床行業,在航空航天、衛星及航天裝備、大飛機、大型船舶、高鐵城鐵、風力發電、清潔能源裝備、國防現代化裝備、鋼鐵冶金、IT產業、醫療機械、木工、造紙、玻璃、石材、包裝機械、工程機械等眾多行業中推廣應用,向市場多元化方向邁出了一大步,并正在調整產業結構和工藝路線,以適應多元化市場不同“口味”的個性化需求。當然,在這方面尚有大量的事情要做。
從以上發展勢態我們看到了這個產業的可喜變化,但是它依然擺脫不了我國裝備制造業的通病,諸如:產業集中度不高、大而不強;硬實力不差,軟實力“疲軟”;科技研發與創新能力不強;高檔產品與海外差距較大,對外依賴度大;人均生產率低,高效綠色制造才剛起步,產品含金量不高,缺少在國際市場上有競爭力的“名牌”等。
在“十二五”期間,支持數控系統和功能部件的發展已上升到前所未有的高度,政策正在向配套傾斜,例如:提出在同等條件下優先采用國產功能部件的配套要求,支持風險共擔,鼓勵大膽采用國產高檔功能部件和“主輔共建應用示范工程”等一系列措施,都十分有助于主輔同步發展。因為過去長期主輔發展不同步,現在功能部件更需要跨越式發展。事實證明,只要國家重視、政策助力、企業爭氣,用戶熱情大膽支持,我們堅信我國高檔滾動功能部件必將得到健康快速發展。
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