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机床专题

 老三的休闲书屋 2023-01-05 发布于湖北

 我国民营机床企业整体起步较晚,且较为分散,尚未出现国内巨头可与国外高端机床品牌平分秋色,由于机床品类众多,一家公司很难擅长多个品类,每家公司都基本集中在某一两个赛道进行布局,比如拓斯达主要集中在五轴联动数控机床,海天精工主要集中在龙门、卧式加工中心,创世纪主要集中在钻攻中心、立式加工中心等,每家企业在各自领域均有独特的竞争优势和成长基因。其中,五轴数控机床属于高端数控机床,技术门槛最高,也是目前国产化率最低、替代空间最大的一种品类。

1. 数控机床的种类

  先来看看数控机床的分类,根据结构不同可以分为立式加工中心、卧式加工中心、龙门加工中心,各类加工中心特点如下:

  1) 立式加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心,通常其主轴可以沿 Z 轴运动,而工作台可以沿 X、Y 轴运动;适用于加工板类、盘类、模具及小型壳体类复杂零件;具有体积小、工件安装调整方便、重力使工件稳定等优势;但是立式加工中心立柱高度有限,不适用高度过大的工件,且排屑困难,切屑容易损伤工件表面。

  2) 卧式加工中心是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心,是技术难度最高的一类加工中心,通常情况其主轴可以沿 Z、X/Y 轴运动,而工作台仅可以沿 Y/X 轴运动;适用于加工箱体类零件、精度高、排屑容易;但是占地大、成本高。

  3) 龙门加工中心的主轴轴线与工作台垂直,整体结构是由双立柱和顶梁构成的门式结构;适用于加工超大型工件;通常由于工件多不易移动,工作台一般固定不动或仅沿一个方向运动,加工通过龙门架或横梁的移动来完成。

  4)五轴联动加工中心:复杂曲面加工的唯一手段。五轴联动数控技术是衡量一个国家复杂精密零件制造能力的重要标准之一。加工中心按联动轴数分类,可分为三轴加工中心、四轴加工中心和五轴加工中心。5 个联动轴是实现任意角度加工所需要的最少联动轴数,也是实现空间任意曲面加工的必备技术。目前,五轴联动加工中心是加工叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、涡轮转子、大型柴油机曲轴等复杂曲面零件的唯一手段,具有不可替代性。

2. 五轴数控机床的优势

  1) 高精度:五轴联动可提高加工精度;且五轴联动机床的刀具相对于工件的角度可任意调节,因此可以实现刀具小长径比,以及利用刀具的最佳切削点进行切削,从而获得更高的加工表面质量;

  2) 高效率:刀具小长径比使其在合理负载的条件下实现更高的切削速度;且零件可以通过一次装夹完成加工,效率更高;

  3) 高柔性:柔性是指机床加工不同工件的能力,五轴联动机床仅需极少量快速调整就可以实现不同工件的加工,适用于多品种小批量生产的柔性生产模式;

  4) 高刀具寿命:短刀具振动小,可以延长刀具寿命。五轴联动不同于五轴驱动,五轴联动是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标),而且可在计算机数控系统的控制下同时协调运动进行加工。   

3.国产五轴的市场空间

  据 MIR 数据2021 年中国五轴加工中心销量为 5644 台,中国机床工具工业协会尚未披露 2021 年国产五轴加工中心销售量,根据科德数控招股说明书2019 年国产五 轴加工中心销售量为 780 台,假设其以每年 10%的增速增长,则 2021 年国产五轴加工中 心销售量约为 944 台,对应五轴机床国产化率约为 17%。

  相对于三轴、四轴机床,五轴机床有不可比拟的优势,目前唯一的问题是价格较高。国内五轴可以做到国外进口品牌的一半,这对很多民营企业来说具有很强的吸引力,随着中国制造业产业升级趋势进一步加强,国产五轴的渗透率必然会进一步提升。

  而现在新能源汽车零部件给五轴提供了天然的优势,在这个领域,国外品牌和国产厂商几乎是站在同一起跑线上,我们拥有更强的本土化竞争优势、价格优势、产业链优势,在未来几年,必然会迎来一场大较量!国产化率30%,其实就是拓斯达科德数控 、海天精工这几家去争夺,任何一家拿到5%以上的市占率都是不得了的单量了。所以,我很坚定看好五轴机床的未来,国家从2021年开始就在支持高端机床的发展2023年很有可能会推出落地的政策支持,未来几年也必然是制造业发展的重中之重。

  国运之栋梁在于制造业,而制造业之母机在于五轴机床。

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