提要:加工中心是制造業(yè)應(yīng)用最廣的一類設(shè)備，一些經(jīng)濟發(fā)達國家都把發(fā)展加工中心作為發(fā)展數(shù)控機床的首要任務(wù)。國產(chǎn)加工中心在高速化、精密化、多功能化、制造技術(shù)上以及產(chǎn)品可靠性、交貨期等方面與國外產(chǎn)品存在較大差距。增強自主創(chuàng)新能力，加速國內(nèi)急需的新產(chǎn)品開發(fā)；實現(xiàn)加工中心產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，盡快縮小國產(chǎn)加工中心與國外的差距，是我國機床工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

加工中心是數(shù)控機床各類產(chǎn)品中發(fā)展最快、所占比重最大的一類產(chǎn)品，也是制造業(yè)應(yīng)用最廣的一類設(shè)備。一些經(jīng)濟發(fā)達國家都把發(fā)展加工中心作為發(fā)展數(shù)控機床的首要任務(wù)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)和國防安全。盡快縮小國產(chǎn)加工中心與國際水平的差距，是我國機床工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。從表1中的數(shù)據(jù)可以看出加工中心在數(shù)控機床中的地位。

發(fā)展軌跡

從上世紀(jì)80年代開始，北京機床研究所等單位開發(fā)了立式加工中心，并形成了商品。上世紀(jì)90年代初，北京機床所引進美國tk公司立式加工中心技術(shù)、北京機電研究院引進美國辛辛那提公司馬刀立式加工中心技術(shù)等和自行開發(fā)，基本掌握了加工中心的設(shè)計和制造技術(shù)，為今后加工中心的生產(chǎn)和應(yīng)用打下了扎實基礎(chǔ)。到上世紀(jì)90年代末，國內(nèi)的加工中心生產(chǎn)數(shù)量仍然很少，每年僅300臺左右。2000年前后，一批海外跨國機床集團看好我國市場，開始在中國建立生產(chǎn)加工中心的獨資或合資企業(yè)，實現(xiàn)了本地制造和本地銷售。目前形成規(guī)模的有臺灣杭州友佳機床有限公司、寧夏小巨人機床有限公司、大連億達日平機床有限公司和德馬吉上海機床有限公司等。

步入21世紀(jì)，隨著我國綜合經(jīng)濟實力的快速提高，加工中心市場進入了快速發(fā)展期，汽車及其零部件、通用機械、航空航天、模具等各行業(yè)對加工中心的需求大幅上升，國產(chǎn)加工中心擇優(yōu)選擇國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)、功能部件等配套件，加快了產(chǎn)業(yè)化步伐，質(zhì)量大幅度提高，性價比具有優(yōu)勢，逐步得到了國內(nèi)用戶的肯定和認(rèn)可。同時，企業(yè)加大了產(chǎn)品開發(fā)研究的資金投入，一批國內(nèi)急需長期依賴進口的高檔加工中心，如高速加工中心、五軸加工中心等取得了突破，有的已進入批量生產(chǎn)。

表2顯示的是，1996~2005年我國加工中心的生產(chǎn)（按機床工具行業(yè)統(tǒng)計資料匯編的金切機床行業(yè)200家左右企業(yè)的數(shù)據(jù)）和進口臺數(shù)（按海關(guān)資料）。

從表2可知，1996年國產(chǎn)加工中心與進口加工中心的臺數(shù)比，僅為百分之幾，到2005年逐步增長到39.4%。2005年與2000年相比，進口的加工中心數(shù)量增加4.8倍,而國產(chǎn)加工中心生產(chǎn)增加8.2倍。尤其是最近三年國產(chǎn)加工中心增長迅猛，表明國產(chǎn)加工中心的開發(fā)制造技術(shù)逐步成熟，特別是立式加工中心得到使用單位廣泛認(rèn)可。可以看出，"十五"后三年，我國對加工中心的需求高速增長。到2005年我國加工中心的需求量已達到15000臺左右，約為2000年的6倍。

國產(chǎn)加工中心的市場占有率：按臺數(shù)約占31%，按金額約占22.3%。其中，立式加工中心市場占有率：按臺數(shù)約占30%，按金額約占22.6%；臥式加工中心市場占有率：按臺數(shù)約占32%，按金額約占15.4%；龍門加工中心市場占有率：按臺數(shù)約占50.8%，按金額約占42.8%；其他加工中心市場占有率：按臺數(shù)約占28.6%，按金額約占11.4%。

我國生產(chǎn)加工中心的主要企業(yè)有20余家（不包括合資和獨資企業(yè)），企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都不大，最大的生產(chǎn)企業(yè)月產(chǎn)僅50余臺。年產(chǎn)400臺以上的企業(yè)僅2家，年產(chǎn)100~300臺企業(yè)約占35%，年產(chǎn)100臺以下約占60%，近45%的企業(yè)年產(chǎn)在30臺以下。

我國生產(chǎn)的加工中心可以分為四類，即立式加工中心、臥式加工中心、龍門加工中心和其他加工中心。

立式加工中心產(chǎn)量最大，占全部加工中心產(chǎn)量的3/4。其中，工作臺寬度＜600mm的占立式加工中心生產(chǎn)量的70%左右。國產(chǎn)的立式加工中心大部分采用c型結(jié)構(gòu)，x/y行程由工作臺移動實現(xiàn)，屬于量大面廣的一類產(chǎn)品。這類立式加工中心，已形成一定的生產(chǎn)批量，與國外同類產(chǎn)品相比，有一定性價比優(yōu)勢，在質(zhì)量的穩(wěn)定性、可靠性和交貨期上還有差距。高速立式加工中心，國產(chǎn)的大部分是在現(xiàn)有的立式加工中心基礎(chǔ)上增添高速電主軸，與國外相比，差距明顯。國外高速立式加工中心廣泛采用了門式結(jié)構(gòu)和動柱式結(jié)構(gòu)，即工作臺或僅作y軸移動或固定不動。這種結(jié)構(gòu)機床動剛性較好，比較適合于高速加工。精密立式加工中心，國產(chǎn)的基本沒有。

臥式加工中心產(chǎn)量約占全部加工中心產(chǎn)量的11%。其中，工作臺寬度＜600mm的占臥式加工中心生產(chǎn)量的30%以上。國產(chǎn)的臥式加工中心基本上是一般精度的，沒有溫度補償和精度補償系統(tǒng)，在技術(shù)水平上與國外有較大差距。目前我國需求的精密臥式加工中心和高速臥式加工中心大多依賴進口。

龍門加工中心的產(chǎn)量約占全部加工中心生產(chǎn)量的7%~8%。

國產(chǎn)其他加工中心主要指床身式加工中心等，其產(chǎn)量約占全部加工中心產(chǎn)量的6%~7%。

現(xiàn)存的差距

目前，國外加工中心技術(shù)發(fā)展的總趨勢是高速、精密和多功能（多軸和復(fù)合加工）。產(chǎn)品開發(fā)針對難加工材料的重切削機種、針對復(fù)雜形狀加工的智能多軸控制nc裝置和綜合多軸控制cam系統(tǒng)。我國加工中心與國外的差距有以下幾個方面。

高速化的差距。國外高速加工中心的主軸轉(zhuǎn)速一般在12000~15000r/min，快速行程為40~60m/min。空氣靜壓軸承和磁浮軸承的高速主軸開始商品化，主軸轉(zhuǎn)速可以達到50000~70000r/min，甚至可以達到100000r/min。采用直線電機驅(qū)動和高速滾珠絲杠的加工中心機種增加。高速滾珠絲杠驅(qū)動的，進給加速度可達1.5~2g，快速行程達90m/min。

精密化的差距。目前，國外精密加工中心采取了一系列補償和穩(wěn)定精度的措施，定位精度已可以控制在0.006mm以內(nèi)，有的接近坐標(biāo)鏜床的加工精度。

多功能化的差距。多功能主要是為適應(yīng)多品種、小批量和變品種、變批量生產(chǎn)的需要，減少零件裝卡次數(shù)，提高加工精度和效率，縮短零件制造周期。多軸加工，即五軸聯(lián)動加工，在航空業(yè)大型零件加工和大型模具加工中使用較廣，也是為適應(yīng)復(fù)雜曲面零件的加工和科研新品零件加工的需求。復(fù)合加工，即將多工序和多工種加工集中在一臺機床上。國外最近發(fā)展的有銑車復(fù)合加工中心、棒料加工中心、棒料銑車加工中心、雙主軸加工中心等。

制造技術(shù)上的差距。美國哈斯公司在不同生產(chǎn)區(qū)內(nèi)用柔性制造系統(tǒng)、柔性單元、數(shù)控機床對零件進行加工，設(shè)備投資費用較大。在設(shè)備中，共有fms、fmc十二條，其中fms六條，可加工400多種零件。辛辛那提英國機床公司的主要產(chǎn)品也是以立式加工中心為主，年產(chǎn)機床約1500臺，廠房內(nèi)機械加工設(shè)備基本上是數(shù)控機床，有數(shù)控金切機床近50臺，按零件種類分類在不同生產(chǎn)區(qū)內(nèi)進行加工。

高檔加工中心的差距。航空業(yè)飛機機體零件加工的高檔五軸加工中心基本依賴進口，特別是急需的主軸a、b軸擺動的五軸立式加工中心和龍門加工中心，國內(nèi)尚處于空白，用于飛機機身和發(fā)動機難加工材料零件的高功率、高扭矩加工中心還有待于開發(fā)。發(fā)動機渦輪葉片和葉輪加工用的五軸立式加工中心也有待完善，發(fā)動機機匣加工用的精密加工中心和坐標(biāo)鏜銑加工中心國內(nèi)尚沒有產(chǎn)品。電子產(chǎn)品用的中小型精密加工中心和適用范圍較廣的主軸立、臥轉(zhuǎn)換的精密鏜銑加工中心也急需研發(fā)。

加速產(chǎn)業(yè)化

目前，國產(chǎn)加工中心的市場占有率很低，按臺數(shù)計不足1/3、按金額計不足1/4。提高國產(chǎn)加工中心的市場占有率關(guān)鍵在于提高國產(chǎn)加工中心的國際市場綜合競爭力。

一、要實現(xiàn)加工中心的產(chǎn)業(yè)化。加速產(chǎn)業(yè)化步伐是縮短國產(chǎn)加工中心與國外差距的措施之一，也是提高國產(chǎn)加工中心國際競爭力的重要舉措。目前，當(dāng)務(wù)之急是要加大設(shè)備投資力度，引進國外生產(chǎn)數(shù)控機床的一流制造技術(shù)和一流的企業(yè)管理技術(shù)，靠設(shè)備和管理來提高加工中心的產(chǎn)量、質(zhì)量和縮短交貨期。通過幾年的努力，在國內(nèi)形成一批年產(chǎn)加工中心500臺以上的生產(chǎn)企業(yè)。

二、要增強自主創(chuàng)新能力，加速國內(nèi)急需的新產(chǎn)品開發(fā)。企業(yè)要設(shè)立研發(fā)中心，引進科技人才，加速新產(chǎn)品研發(fā)。還要積極與院校和科研單位聯(lián)合，攻克數(shù)控機床共性的核心技術(shù)，如加工中心的溫度補償和定位精度技術(shù)等。當(dāng)前，國內(nèi)急需開發(fā)的產(chǎn)品，如精密臥式加工中心、高速精密臥式加工中心、主軸立臥轉(zhuǎn)換精密鏜銑加工中心、主軸a軸和b軸擺動的大型五軸立式加工中心和五軸龍門加工中心、五軸精密立式加工中心等。特別是市場需求較廣的精密臥式加工中心，要聯(lián)合院校，組織科研攻關(guān)，加速開發(fā)，形成商品，達到國外同類產(chǎn)品水平。

三、建議政府建立高檔數(shù)控機床新產(chǎn)品開發(fā)和使用基金。新產(chǎn)品開發(fā)基金能使國產(chǎn)加工中心早日成熟、定型，投入批量生產(chǎn)。使用基金能使用戶減低使用國產(chǎn)加工中心的風(fēng)險。

四、立式加工中心的產(chǎn)業(yè)化任務(wù)緊迫。立式加工中心，特別是量大面廣的3~4軸普及型立式加工中心，在加工中心所占份額中是很大的。普及型立式加工中心是當(dāng)前市場的競爭焦點。我國產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品相比，水平相當(dāng)，國產(chǎn)品牌要在市場競爭中取勝，關(guān)鍵在于性價比、質(zhì)量穩(wěn)定性、交貨期和綜合服務(wù)。制造技術(shù)、管理技術(shù)的現(xiàn)代化是國產(chǎn)加工中心實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化必走之路，也是提高立式加工中心性價比、產(chǎn)品質(zhì)量、縮短交貨期的措施。

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