機床再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)

機床再制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)

我們將繼續(xù)推進(jìn)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，抓住機會積極發(fā)展機械配置制造產(chǎn)業(yè)。這是中國節(jié)能減排、資源節(jié)約型和環(huán)境友好社會的基本政策。建立機床再制造平臺機床再制造項目的核心功能是用先進(jìn)的信息化技術(shù)改造落后的機械機床技術(shù),用先進(jìn)的工藝和裝備代替落后的工藝和裝備,實現(xiàn)內(nèi)涵擴大再生產(chǎn),達(dá)到提質(zhì)、節(jié)能、降耗、提精,增效的目的。機床再制造項目必將成為機床制造企業(yè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一個新的突破點,也將成為今后一段時期的發(fā)展主線。機床再制造取得的創(chuàng)新技術(shù)成果,可滿足汽車、航天航空、軍工、冶金、石油、相關(guān)齒輪加工行業(yè)的新要求,可形成機床再制造的產(chǎn)業(yè)化。構(gòu)建機床再制造平臺,可對提升自主研制能力,在更高層次上掌握各類機床設(shè)計改造技術(shù),打破國外技術(shù)壟斷,打造世界機床再制造知名品牌具有重要意義。當(dāng)前,我國設(shè)備資產(chǎn)存量龐大,每年報廢大量的機電產(chǎn)品,機床再制造產(chǎn)業(yè)物質(zhì)基礎(chǔ)極為豐富。有一大批低水平、低效率的機床裝備產(chǎn)品亟待提升改造。由于機床再制造產(chǎn)品具有較突出的節(jié)材、節(jié)能和降低成本的顯著特征,所以采用現(xiàn)代技術(shù)的機床再制造產(chǎn)品,為企業(yè)提供了市場競爭優(yōu)勢和需求空間。機床的綜合改造再制造是指把廢舊產(chǎn)品重新恢復(fù)為新產(chǎn)品的生產(chǎn)過程,是運用高科技的清洗工藝、修復(fù)技術(shù)或利用新材料、新技術(shù),進(jìn)行專業(yè)化、批量化修復(fù)或技術(shù)升級改造,在技術(shù)性能和安全質(zhì)量方面達(dá)到甚至超過原同類產(chǎn)品新的標(biāo)準(zhǔn)要求。第一,機床大修。對原機床不進(jìn)行結(jié)構(gòu)性改變,對失去工作精度和損壞的零部件、外購件進(jìn)行修復(fù)和更換,以使機床的主要技術(shù)指標(biāo)接近原始的精度指標(biāo),提高機床的工作穩(wěn)定性,滿足在用戶工況條件下的使用要求。第二,機床個性化改造。原機床的結(jié)構(gòu)布局、動力傳動系統(tǒng)設(shè)計、功能外購件等方面,主要受過時的總體技術(shù)水平和生產(chǎn)制造能力的限制,存在工作精度不穩(wěn)定或可靠性低等因素。隨著產(chǎn)品技術(shù)水平和制造水平的提高,在對原機床總體布局結(jié)構(gòu)、驅(qū)動和控制方法不進(jìn)行更大改造的前提下,對影響工作精度和可靠性的相關(guān)零部件、外購件重新設(shè)計、制造、采購、裝配調(diào)試,最終達(dá)到機床應(yīng)具備的綜合性能指標(biāo)要求。第三,數(shù)控機床改造。在原機床的主要布局形式、關(guān)鍵零部件、動力傳動系統(tǒng)、執(zhí)行元件及控制、檢測裝置已不能再修復(fù)或重新制造,采購受到企業(yè)現(xiàn)有資源、外協(xié)或供應(yīng)商的限制,綜合應(yīng)用已掌握的新技術(shù),保留原機床可再利用的主要框架結(jié)構(gòu)的前提下,采用信息化新技術(shù),提高機床的綜合技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo),進(jìn)行該產(chǎn)品的二次設(shè)計和制造,使該產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)的改變,按現(xiàn)代同類機床新標(biāo)準(zhǔn)的要求實現(xiàn)機床整體性能指標(biāo)的提升。制定有效的方案社會評價與確定實施方法研發(fā)機床再制造產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中的信息化帶動工業(yè)化的共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和前瞻性技術(shù),籍以形成企業(yè)自主知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新體系。第一,與用戶的工程技術(shù)人員、操作者、設(shè)備維修人員進(jìn)行深入的討論,全面了解機床的運行情況。對用戶反映機床存在的各種問題及可能造成故障的各方面原因進(jìn)行收集和歸納;對機床當(dāng)前的狀況進(jìn)行客觀、真實地評估,將機床反映出的“故障現(xiàn)象”上升到“故障的問題”層面上,為制定實施方案提供可靠的“問題信息”。第二,通過對“問題信息”進(jìn)行全面、細(xì)致的分析和評價,確定機床存在的重要或關(guān)鍵問題,并將這些問題進(jìn)行逐層分解,抓住解決問題的突破點,確定這些問題的解決途徑、所采取的保障措施,使實施方案更符合實際要求。第三,通過制定符合用戶預(yù)期目標(biāo)要求的技術(shù)方案及實施流程,制定詳細(xì)的進(jìn)度計劃表。對與用戶預(yù)期目標(biāo)相關(guān)的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)制造、功能部件采購、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的制定與檢測方法、質(zhì)量控制與保證措施、裝配調(diào)試與最終驗收等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行具體的細(xì)化,嚴(yán)格按流程的接口程序與接口標(biāo)準(zhǔn)實施,并為預(yù)估成本、為最終項目決策提供依據(jù)。在項目實施過程中應(yīng)遵守四項原則:可設(shè)計性和可實現(xiàn)性,繼承的創(chuàng)新性,過程中的一次成熟性,多種產(chǎn)品的規(guī)模化快速構(gòu)成。齒輪機床發(fā)展過程是簡單→復(fù)雜→提高精度→提高速度。電子技術(shù)的發(fā)展大大改變和簡化了機械結(jié)構(gòu),取消了原機械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜傳動鏈,如分度鏈、反向機構(gòu)等,可節(jié)省零件30%,這樣可使機床精度得以提高。實踐證明:數(shù)控化提升了機床檔次,操作更方便;機床精度高于原機械傳動的精度,且穩(wěn)定性好;機床效率提高了一倍。螺旋錐齒輪機床精度主動設(shè)計方法第一,多軸聯(lián)動的螺旋錐齒輪曲面成形原理及其運動控制。研究多軸聯(lián)動螺旋錐齒輪數(shù)控加工的新型成形理論和方法,研究新型復(fù)雜數(shù)字化制造系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運動部件實現(xiàn)方案,構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而研制出一種新型數(shù)控制造裝備,基于具有最佳接觸傳動質(zhì)量的機床運動和刀具參數(shù)的計算方法。第二,全齒面嚙合質(zhì)量綜合檢驗技術(shù)。結(jié)合動力學(xué)分析和動態(tài)測試,在線檢測成對螺旋錐齒輪工況下的振動響應(yīng),獲得工況下振動性能參數(shù)(包括頻率、振幅等),并以此為依據(jù),結(jié)合理論分析結(jié)果,調(diào)整齒輪加工參數(shù),確保螺旋錐齒輪齒形優(yōu)化,工作噪聲低、穩(wěn)定性高。第三,高精度機床主動設(shè)計方法和技術(shù)。從機床運動誤差、機床結(jié)構(gòu)變形、機床制造、裝配誤差等多角度,定性、定量分析影響螺旋錐齒輪加工誤差的主要因素,提出高精度螺旋錐齒輪機床精度主動設(shè)計方法,在國際上創(chuàng)出一套有獨立自主產(chǎn)權(quán)的新設(shè)計方法。機床再制造的創(chuàng)新成果,將為機床制造業(yè)全面掌握齒輪先進(jìn)制造技術(shù),打破國外的技術(shù)壟斷,建設(shè)齒輪加工成套裝備的機床再制造產(chǎn)業(yè)化基地,滿足汽車等行業(yè)對齒輪加工敏捷制造的要求,打造世界齒輪機床知名品牌,奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。其他非技術(shù)要求市場的多樣化、個性化;產(chǎn)品的高效、低耗;服務(wù)在價值鏈中的增值化;生產(chǎn)過程和設(shè)備的柔性化;產(chǎn)品和制造過程的綠色化;與以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)融合,實現(xiàn)信息化。第一,技術(shù)。關(guān)于項目實施策略,應(yīng)從工程科學(xué)的視角認(rèn)識“機床再制造”項目的內(nèi)涵。它所涉及的內(nèi)容包括市場需求分析、項目決策、分析論證、多目標(biāo)優(yōu)化、組織架構(gòu)、技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)運行、質(zhì)量控制及標(biāo)準(zhǔn)、成本預(yù)算、用戶支持與服務(wù)等領(lǐng)域的內(nèi)容。預(yù)期目標(biāo)就是在可支配的企業(yè)資源(或邊界條件)下,使整個項目具有可構(gòu)建起來的多體系有效運行機制和多目標(biāo)優(yōu)化的集成特性。因此必須強調(diào),除技術(shù)要素外,其他非技術(shù)要求同樣具有非常重要的作用和不可替代的影響地位。對項目的工程設(shè)計和運行管理能否取得重大突破,最終能否取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益,歸結(jié)于正確的決策和高效、順暢的全過程控制。第二,推廣應(yīng)用。機床再制造產(chǎn)業(yè)屬于勞動技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。我國數(shù)控機床價格僅為國外同性能產(chǎn)品的1/4,而機床再制造的價格又是我國同性能產(chǎn)品的1/4,因此“用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)”是一條行之有效的途徑。例如,近年來天津第一機床總廠在齒輪機床再制造方面大力推廣應(yīng)用,簡化了齒輪機床運動結(jié)構(gòu),提升了產(chǎn)品性能和可靠性,提高了技術(shù)附加值,縮短了加工制造周期,在節(jié)材、節(jié)能、降低成本上開創(chuàng)出一條新路。目前,美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家,數(shù)控機床改造已成為一門新興產(chǎn)業(yè),說明這是一條成功之路。第三,經(jīng)濟效益與產(chǎn)業(yè)化前景。據(jù)悉,全球現(xiàn)有70000多家再制造企業(yè),產(chǎn)值超過千億美元,而我國這類企業(yè)則屈指可數(shù)。目前,我國擁有機床約500萬臺(更新后的機床378萬臺),數(shù)控化率為8%~10%(美、日、德為15%~20%)。如在“十二五”達(dá)到先進(jìn)國家的數(shù)控化率,需有68萬臺/2720億元的舊機床需改造提升(500萬臺×90%=450萬臺×15%=68萬臺,40萬元×68萬臺=2720億元);齒輪制造業(yè)擁有各類機床50萬臺,有20萬臺役齡超過15年,如按15%改造,約有6.7萬臺/268億元;錐齒輪加工機床擁有量約在3000臺以上,按15%計算,