大型、重载滚动功能部件产品市场扩容

　　最近几年国家出台了一系列振兴装备制造业的规划和措施，《高档数控机床与基础制造装备》国家科技重大专项把目标瞄准航空航天、船舶、汽车、发电设备厂关键领域，到2020年这些领域“所需高档数控机床与基础制造装备70%~80%将立足国内”。在16产业调整振兴规划中首次将基础零部件的发展提升到战略高度。“高速、重载、精密滚珠丝杠副和滚动直线导轨副” 以及“大型、高效、精密CNC螺纹加工技术和装备”已列入科技重大专项实施重点攻关。

　　大型清洁高效发电设备（大水电、大核电、大风电、太阳能电场）；特高压输变电；大型薄板冷热连轧等大型冶金成套设备；科技投入300多亿的高性能大飞机、重型直升机；航空航天；汽车工业所需大型数控冲压设备；大型造船基地；高铁、城铁；石化工业所需大型离心压缩机组等；大型工程机械、采挖机械等对大（重）型、超大（重）型装备提出了迫切需求，为了拉动内需、增强国力，国家对固定资产的投资每年以20%速度增长，形成了装备制造业的巨大市场。

　　重大工程、重大装备对大型、高档数控机床及大型重载滚动功能部件的需求给我国滚动功能部件产业带来复苏、回暖、发展的难得机遇。

　　乍暖还寒的四月北京，在被称之为“破冰之展”的CIMT2009 展会上，不但出现一批巨无霸的大（重）型CNC机床，还涌现一批“小巨人”——大型、超长、重载滚动丝杠副和滚动直线导轨副，这是继CIMT2007、CCMT2008之后，成为这届CIMT2009展会上数控机床关键功能部件产品中的新亮点。据笔者不完全统计，在大约32家生产滚动功能部件的国内外参展企业中，有50%以上的厂家重点推出大型、超长、重载滚动功能部件产品，他们中海峡两岸厂商有：南京工艺、汉江机床、博特精工、大连高金、优励聂夫、瑞安特、以及我国台湾的HIWIN、PMI等，国外的厂商有NSK、THK、Rexroth、Korta、LSI、SHUTON、A·M、LICAT等。例如，汉江机床有限公司展出的利用本公司螺纹磨床研究所研制成功的SK7450×10m超长（十米）CNC丝杠磨床整体精磨出10米精密滚珠丝杠副；南京艺工和博特精工都采用德国Leistritz公司生产的PW300HP型8mCNC旋风铣床精铣出整体10m以上大型滚珠丝杠副；南京艺工、汉江机床、凯特精机、博特精工都推出高刚度重载滚珠直线导轨副，其中南京艺工的GZB100型可承受1330kN的净载荷。博特精工推出用于冶金设备和军车装备的行星滚柱丝杠副。台湾HIWIN推出能承受重载的交叉滚柱丝杠副。西班牙Korta公司、德国BLIS公司、美国先锋LSI等公司推出滚珠螺母旋转主驱动型超长滚珠丝杠副新产品。

　　如此众多的大型、超长、重载滚动功能部件新产品在新国展中心精彩亮相反映了在一定时期内市场需求的动向。这是大有机遇、大有潜力、大有作为的领域。面对全球金融危机，大型、重载、精密、高速这类高端产品将成为带动我国这个产业走出低谷、继续发展的主导产品。

重在基础、重在创新

　　大型、超长、重载滚动功能部件的发展重在基础、重在创新。根据笔者观察和分析，在产品结构和主参数、驱动方式、制造技术三方面都呈现出新的特征。针对不同的使用工况和需要承受重载、冲击载荷的要求，基于“Hertz弹性接触应力理论”，进行了创新设计。例如：对滚动体、内外滚道主参数进行了适应重载要求的优化设计，改变滚动体的结构形状，由“滚珠”变为“滚柱”、“行星式滚子”，对传动副进行“均载设计”，优化“反向机构”，提高滚动体循环反向时的流畅性、可靠性；传动副驱动方式的多样化，变丝杠主驱动为螺母旋转主驱动，变单驱动为双驱动等。

　　在制造技术方面，采用高效、大型、精密、多功能复合数控机床已成为发展趋势。例如，整体长丝杠精加工采用目前世界最长的SK7450×100(10米)数控丝杠磨床（汉江）、SK7450×9000(9米) 数控丝杠磨床（安阳鑫盛）、5米数控螺纹磨床、SK7450（5米）（上机）以及PW160型（4米、6米）、PW300HP型（8米）CNC旋风硬铣床（Leistitz）和国产6米CNC旋风硬铣床（汉江）；长丝杠加工从早期的“拼接工艺”发展为现在的“整体一次精磨”和“硬旋铣一次过成形”，是螺纹制造技术的重大突破。滚珠螺母加工采用CNC6950螺母磨床（Matrix）、SKR7620型六轴三联动CNC内螺纹磨削中心（汉江）、SMK204型四轴CNC螺母磨削中心（敏嘉）、HF-204型车铣复合加工中心（敏嘉）；滚动直线导轨副除已经引进德国、意大利大型数控精密导轨磨床、滑块磨床外，还可采用HZ-078CNC大型直线导轨磨床（杭州机床集团和德国aba公司合作生产）；“反向器”制造采用金属粉末注射一次成型（MIM）技术（北科大、嘉润等）。制造装备的高效自动化、多功能复合化使大型、超长、重载滚动功能部件的生产效率大大提高，制造精度也上了一个新台阶。

　　现在我国滚动功能部件产业中绝大多数企业所拥有的装备（其中还包括大型专用检测仪器、校直设备等）中，80%以上都是“中国装备”“装备中国”。专用于大型、超长、重载滚动功能部件生产线装备的国产化率正在提高。实践证明，不迷信，不依赖“洋设备”，我们用国产装备照样也能制造大型、超长、重载滚动功能部件的高档产品。预计经过国家科技重大专项的攻关，将有一批具有国际先进水平的大型专用CNC机床和检测仪器装备我国的大型、超长、重载滚动功能部件生产线。

几点思考

　　关于我国发展大型、超长、重载滚动功能部件的几点思考：

　　优势与差距。我国在精密零件的制造和检测方面有30多年沉积，其制造技术水平有相当优势；重点骨干企业拥有一批大型、精密设备，这些“镇业之宝”已在现有四条大生产线上发挥重要作用，硬件实力很可观；与国外同类产品比，制造成本低，在性价比上有比较优势；近年来以CNC旋风硬铣为代表的高效螺纹加工技术和装备开始在我国推广，使大型、超长丝杠的生产效率大幅提高，供应期由“一年半载”缩短到“一月半季”，甚至更短。但是，和硬实力相比，我们的软实力，特别是自主创新的开发能力不强；产品品种单一，技术含量不高，产品的性能指标、特别是承载能力、寿命、可靠性方面有待提升。在制造技术方面，虽然已开始推广CNC旋风硬铣技术，但和国外同行中有10多万小时以上的旋铣实践经验相比，我们在硬旋铣刀具技术等方面还有很多事情要做。此外，采用CNC精密冷轧成型技术制造大型、重载滚珠，在我国仍处于空白状态，有待填补。

　　发展大型、重载滚动功能部件大有机遇、大有作为，重在基础、重在创新。在“极端制造”这个领域，重在基础尤为重要，就是要在基础理论、基础性能试验这个层面上去探索产品结构和制造技术的创新亮点，掌握核心技术。有了硬实力，再加软实力，替代进口，实现国产化将指日可待。

　　对“大”市场要冷静分析，避免盲目性。诚然，这块大蛋糕的利润大、分量重，吸引众多企业的关注。但是要冷静分析这个“大”市场，深入调查研究，既要研究市场持续的需求量，还要分析现有产能及利用率，以及海外同行的渗透度（及市场占有率）。要吸取在金融危机中某些企业因盲目投资、扩建、扩产而陷入不能自拔泥坑中的教训。这类“大”产品也是硬骨头，不具备生产条件和技术实力的企业，切忌盲目跟风上马。

　　要做大、先做好，再做强。大型、重载滚动功能部件在大（重）型数控机床及大（重）工业装备中是十分关键的功能部件，它的功能、精度、质量、可靠性等对主机的运行产生重大影响，这也是用户最关心的焦点。即便是“不差钱”的用户，对大而不强、大而不坚的产品，也不敢轻易签单。所以要苦练内功，尽快把产品的质量和可靠性搞得更好，在承载能力、疲劳寿命等性能指标方面让用户更满意。让中国品牌的大型、超长、重载滚动功能部件通过拼性能、拼质量，拼可靠性，在以质取胜、以智取胜、以新取胜中尽快牛起来。