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鄭州華晶金剛石股份有限公司

2020年機床行業市場預測分析

關鍵詞 機床 , 工具|2020-09-09 10:10:26|來源 中商情報網
摘要 機床(英語名稱:MachineTool),是將金屬毛坯加工成機器零部件的機器,是制造機器的機器,所以又稱為“工業母機”、“工作母機”或“工具機”,習慣上簡稱機床或機床工具。機床的品...

       機床(英語名稱:MachineTool),是將金屬毛坯加工成機器零部件的機器,是制造機器的機器,所以又稱為“工業母機”、“工作母機”或“工具機”,習慣上簡稱機床或機床工具。機床的品種、質量和加工效率直接影響著其他機械產品的生產技術水平,因此,機床工業的現代化水平和規模是一個國家工業發達程度的重要標志之一。
       當前,在智能裝備和工業4.0的引領下,我國制造業亟需從“制造大國”向“制造強國”轉變。我國數控機床行業經過數十年的發展,成為了全球最大的產銷國,技術和產能發展迅速,已具備響應國家制造業轉型的基礎。未來我國數控機床需求將由低檔向中高檔轉變,國產高檔數控機床將在國內競爭中實力逐步增強,實現高端數控機床打破國際壟斷,實現“進口替代”的戰略目標。具體情況如下表:

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資料來源;國家統計局、國家海關總署、Wind數據庫、中商產業研究院

       在2011年達到峰值以后,我國進口金額和數量雖然有漲跌波動,但整體呈現下降的態勢。從進口金額看,2011年到2016年一直呈現下降趨勢。在2017年和2018年雖有所回升,但2019年同比降幅明顯。從進口數量看,2011年至今,除2015年和2018年稍有回調外,整體處于下降態勢。目前我國正處于擴大內需、加快產業轉型升級的關鍵時期。今后一段時期,在國內需求拉動與智能裝備技術水平提升的雙重動力帶動下,我國高檔數控機床將進入快速增長的發展時期。
       車床的市場地位
       車床(英語名稱:TurningMachine)屬于機床工具細分品類,是金屬切削機床一個重要分支,是采取車削加工的機床。車削加工基本原理是加工件旋轉,刀具固定,刀具與加工件之間做直線運動,從而完成加工件的加工。
       車削加工是軸類零件和盤類零件等旋轉類加工件最基本的加工工藝。車床作為金屬切削機床最重要的一大分類,在金屬切削機床中占比約為20%-35%1。車床,尤其是高端數控車床是非常重要的一類工業母機,是制造業發展不可或缺的基礎裝備。數控車床是汽車行業發動機、變速箱、底盤等零部件中軸、齒輪、輪轂等典型零件非常重要和關鍵的加工裝備;
       工程機械的液壓及操作系統、變矩器系統、底盤系統等關鍵零件加工都是典型的車削類加工工藝,對數控車床的精度和復合化水平均有較高要求;以電機、液壓、氣動閥、各類泵、閥門等為代表的通用設備行業里有大量的高精度閥芯、軸、端蓋等需要用數控車床加工,這些行業的發展水平更是與數控車床的應用有著緊密的聯系;
       隨著數控車床精度水平的不斷提高以及車銑復合化技術應用的不斷深入,其在模具行業的特殊地位也越來越突出,成為該行業不可或缺的關鍵裝備;在航空航天及軍事工業領域,數控車床的應用更是占據特殊地位,最突出的應用是以車代磨技術和車銑復合加工技術。隨著以車代磨技術和車銑復合技術進一步突破,數控車床在航空航天及軍事工業的應用將越來越廣泛,地位也越來越突出。
       總之,在金屬加工領域各個行業都存在著大量的只需車削加工就可以完成的典型零件,數控車床所特有的高效率、高精度、操作和維修簡便等優勢是其他機床所不能替代的。數控車床未來發展趨勢
       作為工業母機,數控車床承載著工業現代化的特殊使命。當下,《中國制造2025》將高端數控機床確定為國家產業振興戰略的重要領域之一,高速度、高精度、復合化、智能網絡化、自動化、環?;瘜⒊蔀閿悼貦C床主要的發展方向。屬于數控機床具體品類的數控車床也具有如下特征:
       ①高速度

       效率是數控車床發展的永恒主題。采用高速CPU芯片,多核CPU控制系統等技術可極大地提高數控車床的效率。提高主軸轉速,提高坐標快速移動速度,提高數控車床換刀速度等減少加工的輔助時間,縮短切削時間是提高數控車床效率的主要途徑。對高速度的追求,催生了電主軸、直驅馬達、直線電機等新技術的不斷涌現。
       ②高精度

       作為工業母機,提高數控車床本身切削精度是其發展的核心目標。通過不斷提高數控車床的加工精度,一方面可以實現高精度加工,改變傳統工藝模式,比如通過硬車實現“以車代磨”,以此提高效率和精度;另一方面,通過高精度加工提高單個零部件精度的穩定性,從而無需再實施傳統的“分組裝配”模式,使得裝配效率大幅度提高。
       此外,提高數控車床的動態精度是提高數控車床精度水平的重要途徑。采用有限元分析優化數控車床的結構,用熱變形誤差補償技術提高數控車床的動態精度,通過主軸動態精度的測量技術找出提升數控車床主軸精度的要素,從而最大化提升高端數控車床的精度;采用空間幾何誤差補償技術,提高數控車床動態運動精度;應用智能主軸技術,通過傳感器識別誤差性質(摩擦誤差、熱變形誤差、幾何誤差、振動誤差等),通過系統進行幾何誤差的補償或者消除。
       ③復合化

       復合化加工技術可以實現復雜零部件的高精度加工,為其他工業領域創新產品提供了前提。通過復合化加工技術可以實現工藝集約,縮短物流線,減少物資等待時間。通過數控車床復合加工,可以進行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序自動化加工,完成一個復雜形狀零部件的車、銑、鉆、鏜、磨等多種加工工序的復合加工。
       一是通過數控車床復合化提高加工精度和加工效率,節省占地面積和縮短工件的加工周期;二是數控車床復合化使得無人化加工更加簡單,使得更多的加工零部件可以實現無人化加工,生產系統的可靠性也將大幅度提高;三是數控車床復合化簡化了產品的結構設計,通過復合化加工可以實現需多個零配件進行裝配組合實現的功能直接使用一個零件來實現,簡化了系統的結構設計,減少了系統的零件數量,系統功能更加強大,可靠性更加提高,成本更加節約。
       復合化是數控車床行業的重要創新方向。隨著復合化加工技術向縱深發展和展開,其應用領域和場合會越來越普及,這將導致部分傳統的數控車床被復合化車床替代。未來,復合化數控車床必將成為數控車床需求市場的主流方向。
       ④智能網絡化

       智能網絡化是高端數控車床適應現代制造業信息化和智能化的前提。數控車床的智能網絡化主要包括以下幾個方面:一是將數控車床變成標準的網絡終端,能夠上傳和接收相關結點的信息,實現遠程通訊服務等功能;二是加工過程智能化。
       通過自適應控制,減少加工過程中的不平衡因素影響,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載,以提高驅動特性的穩定性;三是操作智能化。提供會話式編程,加入人工智能,建立友好人機界面。
       此外,智能網絡化能提供自動選定模式、自整定等功能以提高鏈接的智能化。配置智能診斷、智能監控,方便系統的診斷及維修。目前,虛擬設計、虛擬制造等高端智能技術也越來越多在行業得到應用。隨著智能技術的發展,基于智能化的自動化加工單元必將成為智能制造的基礎裝備,將成為當代數控車床智能化發展的重點方向。
       ⑤自動化

       自動化是數控車床的基本特征之一。實現智能制造的前提首先要實現制造過程自動化。隨著客戶實施企業結構轉型和技術升級工作的深入開展,數控車床的需求模式正在發生深刻變化。單機需求逐漸減少,自動化加工相關的需求明顯增多,實現從毛坯到成品的全過程自動化加工成為數控車床新的發展方向。
       自動化生產線不僅僅是加工過程自動化,更重要的是對加工過程的各項要素進行優化和集約,實現高效率、高精度、高柔性的自動化加工。適應自動化要求的數控車床必須配置與自動化過程中各個要素相適應的各種功能,包括冷卻、防護、斷屑、檢測、物流、過程控制軟件及其他軟件接口和硬件接口。
       實現效率和柔性的均衡是數控車床自動化發展的重要課題,目前國內的自動化加工正處于發展階段,各種模式不斷涌現,這為數控車床行業的發展提供了新的開拓方向。
       ⑥環?;?/strong>

       環?;菙悼剀嚧舶l展的重要方向。其主要內容包括降低能源消耗,減少環境污染,提高設備與環境的協調性。比如,不斷豐富待機功能,減少數控車床的無為消耗;采用高效儲存技術,減少電池風扇及易耗品的使用;采用全封閉耐高壓設計杜絕數控車床潤滑油的滲漏;采用油污收集和油水分離技術,減少切削液對環境的污染;采用高壓油霧冷卻技術或者干式切削技術減少甚至杜絕切削液的使用。發展智能化技術使得數控車床變得容易操作和更加宜人化,而通過設計的環?;?,能實現生產制造過程中材料的節約,污染物的減少,噪音的降低,從而提高產品使用周期和壽命,從源頭實現了綠色環?;哪繕?。
       發行人產品迭代更新和新品的開發也是基于上述幾大發展方向推進。目前,發行人已經掌握了高端數控車床主軸技術、伺服刀塔技術、伺服尾座技術、車床動態精度熱變形補償等與高速度、高精度、復合化、智能網絡化、自動化、環?;葐蝹€或多個與行業發展方向相關的技術。

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