機(jī)床工業(yè)是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)工業(yè)。它肩負(fù)著為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和國(guó)防軍工提供現(xiàn)代化裝頭盔備的重任。在世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，國(guó)內(nèi)機(jī)床工具行業(yè)近年來(lái)，取得長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。作為機(jī)床工業(yè)主流產(chǎn)品和高新技術(shù)的重要載體，數(shù)控機(jī)床的發(fā)展更為迅猛。
一、國(guó)際數(shù)控機(jī)床的發(fā)展近況
二零零三年十月兩年一屆的EMO國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)在意大利米蘭市舉行。展會(huì)展品突出柔性和高速的一體化。充分體現(xiàn)了當(dāng)代國(guó)際數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和水平。其突出的焦點(diǎn)在：
1、數(shù)控機(jī)床進(jìn)一步向高速發(fā)展。
德國(guó)CHIRON公司VISION立式加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速分別為10500，15000，30000，40000r/min；換刀時(shí)間分別為0.5秒（T-T）和1.2秒（C-C）。X-Y軸向矢量加速度達(dá)5.2g。Z軸加速度達(dá)3g。日本MAKINO銑床公司的J4M臥式加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)60000r/min。
2、雙主軸加工中心在本次展會(huì)集中亮相。
展會(huì)中大量涌現(xiàn)雙主軸加工中心。如：意大利COMAU集團(tuán)公司的Urane 225 雙主軸、雙刀庫(kù)、滑枕移動(dòng)式高速臥式加工中心；德國(guó)KRAUSE&MAUSER公司的PS500DUO、蒂森集團(tuán)CROSS HULLER公司的Spechf+550 duo、HELLER公司的MCT250、Schwabische Werkzegmaschiner 公司的BA W06-22等雙主軸滑枕移動(dòng)式臥式加工中心；德國(guó)Schwabische Werkzegmaschiner公司的BA W03-22型雙主軸滑枕移動(dòng)式立式加工中心；意大利RIELLO集團(tuán)的mc2雙主軸滑枕移動(dòng)式臥式加工中心單元；德國(guó)CHIRON公司DF12KW雙主軸立式加工中心；德國(guó)的STAMA公司的MC331/TWIN型雙主軸套筒移動(dòng)式立式加工中心；等等。
3、多工種、復(fù)合加工設(shè)備向零件一次裝卡完成全部加工方向發(fā)展。
德國(guó)INDEX公司展出的TRAUB TNX65型多功能數(shù)控車削中心能一次裝卡完成多形面車銑工作。德國(guó)DMG公司的TWIN65型雙主軸車削中心可實(shí)現(xiàn)六面加工。GMX200Liner車銑中心可同時(shí)完成對(duì)棒料工件的車、銑加工。奧地利WFL Mill Technolog 公司展出的M40，M40G，M120等主軸車銑中心，最大加工直徑達(dá)1600mm，最大加工長(zhǎng)度為6500mm。日本NaKamura-Tome Precision Indusfry公司的NTX車削中心可同時(shí)完成多面車銑加工。日本MAZAK公司的INTEGRE Xe 800v/s、1060v/s 型主軸臥式銑車中心在主軸聯(lián)動(dòng)臥式加工中心基礎(chǔ)上，使回轉(zhuǎn)工作臺(tái)增加了車削功能，一次裝卡就可以同時(shí)完成對(duì)園形零件的車銑全部加工。瑞士MAGERLE公司展出的MGR立式車磨復(fù)合加工機(jī)，一次裝卡可以同時(shí)完成對(duì)工件內(nèi)徑、外徑、端面的多種加工。
4、五軸聯(lián)動(dòng)柔性加工，并聯(lián)機(jī)床普及化，生產(chǎn)實(shí)用化。
展會(huì)上五軸聯(lián)動(dòng)加工中心十分普遍。日本MAZAK公司的VARIAXIS 500-5x,730-5x五軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心，MATSUURA機(jī)械公司的NAM72-63V五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，北村機(jī)械公司的My trunnion 五軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心，三井精機(jī)公司的VL30-5X五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，德國(guó)HERLME公司的C40UP雙托盤五軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心，CHIRON公司的MILL800五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，意大利FIDIA公司的K156RT五軸聯(lián)動(dòng)立式加工中心，瑞士DIXI公司的DHP80-5A高精度五軸聯(lián)動(dòng)臥式加工中心等，均能同時(shí)實(shí)現(xiàn)主軸回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)，工作臺(tái)傾斜、回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)等功能。德國(guó)EMAG公司的多型號(hào)柔性加工單元，日本的OKVMA公司的PM-600并聯(lián)立式加工中心的生產(chǎn)實(shí)用性更強(qiáng)。
二、國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)。
經(jīng)“六·五”、“七．五”、“八．五”、“九．五”、“十．五”連續(xù)25年的努力，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)發(fā)水平有了很大進(jìn)步。數(shù)控機(jī)床的品種和質(zhì)量均比往有所提高。部分機(jī)床制造主導(dǎo)廠還開(kāi)發(fā)出具有相當(dāng)水平的數(shù)控設(shè)備。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，各行業(yè)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)備的核心數(shù)控機(jī)床的需求量越來(lái)越大。對(duì)機(jī)床檔次的要求也越來(lái)越高。近幾年，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床的年產(chǎn)量和進(jìn)口量的遞增率始終保持在30％以上。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003年國(guó)內(nèi)數(shù)量機(jī)床年產(chǎn)量為3.5萬(wàn)臺(tái)，提前兩年達(dá)到“十·五”規(guī)劃目標(biāo)。據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)專家預(yù)測(cè)，2004年國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量將達(dá)4.5萬(wàn)臺(tái)。由于技術(shù)發(fā)展的不平衡，在多種條件制約下，目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床的整件技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有一定距離。部分高性能、高速、高精度的數(shù)控機(jī)床仍需要依靠海外進(jìn)口。2003年我國(guó)從海外進(jìn)口2萬(wàn)臺(tái)數(shù)控機(jī)床。預(yù)計(jì)2004年還將再進(jìn)口3萬(wàn)臺(tái)。這種勢(shì)頭估計(jì)近年內(nèi)暫時(shí)難以回轉(zhuǎn)。
三、內(nèi)裝式電主軸單元在數(shù)控機(jī)床中的作用。
內(nèi)裝式電主軸單元將電機(jī)和高精度主軸結(jié)合在一起，使主軸單元向高速、高效、高精度加工邁出了可喜的一步。內(nèi)裝式電主軸單元是數(shù)控機(jī)床的核心功能部件。它使機(jī)床擺脫了機(jī)械傳動(dòng)的束縛，簡(jiǎn)化了機(jī)床結(jié)構(gòu)，同時(shí)消除了由機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲。
國(guó)際上高性能、高速、高精度數(shù)控機(jī)床普遍采用電主軸單元。在多工件復(fù)合加工機(jī)床、多軸聯(lián)動(dòng)多面體加工機(jī)床、并聯(lián)機(jī)床和柔性加工單元中，電主軸更具有機(jī)械主軸不可替代的優(yōu)越性。
自“九·五”開(kāi)始，國(guó)家用兩個(gè)五年計(jì)劃，加大力度支持國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)數(shù)控機(jī)床用實(shí)用型電主軸單元。經(jīng)六年努力，我國(guó)現(xiàn)已自主開(kāi)發(fā)出最高轉(zhuǎn)速為8000、12000、15000、18000、24000、30000r/min，最大扭矩為129Nm的數(shù)控機(jī)床用電主軸。首輪數(shù)控機(jī)床用電主軸系列型譜已初步完成。部分電主軸產(chǎn)品已為主機(jī)廠所認(rèn)可。
四、國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床用電主軸單元的發(fā)展
以往電主軸主要用于軸承行業(yè)的高速內(nèi)圓磨削，隨著數(shù)控技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展，電主軸在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
目前我國(guó)各類電主軸年需求量約6000根，其中數(shù)控機(jī)床用電主軸僅有約1000根，而且大部分（約60%）為進(jìn)口電主軸；磨削用電主軸大約4000根，約占電主軸總需求量的2/3；其余為高速離心機(jī)、高速試驗(yàn)機(jī)等特殊用途電主軸。
然而，數(shù)控機(jī)床的高速發(fā)展，正在改變著以磨用軸為主的電主軸市場(chǎng)。根據(jù)機(jī)床行業(yè)“十·五”發(fā)展規(guī)劃，到2005年我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量將從2000年的1.5萬(wàn)臺(tái)增加到3.5萬(wàn)臺(tái)（目前預(yù)測(cè)會(huì)超過(guò)5萬(wàn)臺(tái)），數(shù)控機(jī)床使用電主軸的比例也將由6.7%增加到40%左右。預(yù)計(jì)到2005年，數(shù)控機(jī)床用電主軸將激增到20000根，約占電主軸總需求量的2/3，替代磨用電主軸的市場(chǎng)地位，成為電主軸市場(chǎng)的主力軍。
與此同時(shí)，數(shù)控機(jī)床主軸所需的高精密軸承的需求量也將急劇增加。按每根數(shù)控機(jī)床主軸平均使用4~5套軸承計(jì)算，考慮到部分雙主軸或多主軸機(jī)床，按平均每臺(tái)機(jī)床配備1.5根主軸計(jì)算，到2005年數(shù)控機(jī)床用高精密主軸軸承的需求量將增加到24萬(wàn)套，加上維修用軸承，總需求量將達(dá)到48萬(wàn)套。
二零零三年十二月國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)委托中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)組織召開(kāi)了“數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵功能部件產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展座談會(huì)”。會(huì)上，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)工業(yè)司程竹處長(zhǎng)宣讀了發(fā)改委領(lǐng)導(dǎo)張國(guó)寶、王春正同志關(guān)于發(fā)展數(shù)控機(jī)床及其功能部件的批示
。并表明了全力支持?jǐn)?shù)控機(jī)床功能部件創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的態(tài)度。機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)根據(jù)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床之需求，對(duì)到會(huì)的各功能部件生產(chǎn)主導(dǎo)單位提出強(qiáng)化發(fā)展要求：電主軸要求到2005年用于數(shù)控機(jī)床的電主軸單元總產(chǎn)量達(dá)到3000臺(tái)套，到2010年達(dá)到10000臺(tái)套。此任務(wù)十分艱巨，據(jù)到會(huì)的各主軸開(kāi)發(fā)單位估計(jì)，按目前生產(chǎn)能力發(fā)展速度，到2005年我國(guó)最多只能開(kāi)發(fā)出2000臺(tái)套電主軸單元。如國(guó)家發(fā)政委動(dòng)用國(guó)債資金強(qiáng)化支持，到2010年可能擴(kuò)產(chǎn)到6000臺(tái)套，其余缺口尚需通過(guò)進(jìn)口來(lái)解決。因此，數(shù)控機(jī)床用電主軸單元的市場(chǎng)容量巨大，目前所需要的就是如何合理組織人力、物力、財(cái)力，開(kāi)發(fā)出既多又好的功能部件。
