中国最好的加工机床和日本差距多大?

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    中国最好的加工机床和日本差距多大?
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    这才是美国  国际自媒体7小时前作者米叔,资深媒体人,旅美学者,在美日欧生活多年,自媒体“这才是美国”“这才是日本”“这才是欧美”的创办者
    日本作为世界闻名的机床制造大国,在机床制造领域地位举足轻重。在中国提出“中国制造2025”以来,双方在机床领域的联系日益紧密。了解日本机床行业,对我国机床行业人士来说是十分必要的。

    先来看下2016年的日本和中国的机床出口情况:
    日本作为机床生产和出口大国,与其他国家联系紧密。如德国、美国、意大利、中国,都是日本重要的机床贸易伙伴。从数据来看,日本机床的出口在机床总值的占比也非常高。
    2016年,日本2015年机床总产值13455.5百万美元,出口值为8609.9百万美元,进口值为924.6百万美元;2016年日本机床总产值12174.5百万美元,出口值为6868.7百万美元,进口值为879.2百万美元。整体来看,日本是一个机床产量大、出口量大,而进口相对较少的国家。所以相对而言,海外市场对日本机床的影响也较大。
    在中国事实上,作为制造业三大支柱产业之一,中国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得高速发展,在一些关键技术方面也已取得重大突破。数据显示,2010年中国数控机床产量达到23.6万台,同比增长62.2%,中国可供市场的数控机床有1500种,几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。2014年中国数控机床产量达到39.1万台,此项数据还处于不断上升的趋势中。据统计数据显示,2016年1-11月我国数控机床进口数量累计10245台,数量同比减少15.9%。11月当月进口量1004台。
    从以上数据可以看出,我国的机床和日本的机床还是有差距的,其主要表现在以下几个方面:人员技术和素质方面和学科技术发展方面。

    人员技术和素质:
    首先是专业技术人员的的缺乏。一个专业的技术高的工人至少需要5~8年的时间,即使能用这么多时间培养出一个高技术的工人,但公司资产如果不能进步甚至是保持,那么就无法给工人提供一个好的条件,从而也无法留住他们。其次呢就是专业素养、素质。机床差主要是差在质量和数控,而这些很多时候是取决于一个工人的技术和责任感。而日本一直都非常注重教育问题,在工业的革命的时候,已经培养了一批工业社会所需要的人才,到现在他们在世界上有了良好的生产信誉。而我们还在为良好信誉而做努力。
    技术发展:
    在第二次工业革命时期,日本作为一个亚洲国家,紧紧地抓住了工业革命的潮流,发展了当时先进的工业技术,为他们以后的先进的工业奠定了一个良好的基础。二战后的日本虽然是战败国,但因为有美国支持,因此还是掌握了很多工业技术,也为他们的经济复苏做出了很多贡献。而第二次工业革命时期的中国,正处于一个内忧外患的时期,没有一个良好的环境来发展工业技术,二战结束后,我们走上社会主义的道路,错过了科技革命,也因此也错了许多发展工业技术的机会。
    与日本相比,缺乏的不仅仅只是钛合金焊接技术、大型弹射器的气密技术等相关技术,更是缺乏相关的人才和专家。因此在机床等制造业上要赶上其他国家还有很长一段路要走。
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    冰冷雨天  旅日专栏作家11-17 08:53 关注
    知道一点加工技术,见过猪跑。中国最好的加工机床和日本差得真的很大。
    国内有人按销售价格把加工中心分为7个梯队,其实这个方法也能说明问题,一分价钱一分货嘛。第1梯队的全是米克隆、利基特、阿尔茨梅特这些瑞士和德国品牌,我只听过那些名字,从未见过实物,一般的展览会上看不见他们的身影,因为那些厂商基本上都是定制的,售价一般大于150万人民币。日本的森精机、安田、马扎克、大偎、牧野、大阪工机等和另外一些德国、瑞士、美国厂商都在第二梯队,这个梯队的名字都是大名鼎鼎,耳熟能详,各种展览会上都能见到他们售价大于80万。第三梯队是美国、韩国、台湾的一些厂商,国内一些合资的厂商也在这个梯队,像中日合资的北一大偎和小巨人马扎克,售价大于45万,纯国产的好的也就还在售价大于30万的第四梯队,和第一第二梯队相差很远。
    说起来日本机床厂家基本上都在第二梯队,但其实也分高下,比如森精机、安田和马扎克比起大偎、牧野和大阪工机就要高出一截。一般的制造通用品的中小企业只用大偎、牧野和大阪工机,大企业或者制造专用产品的才用森精机、安田和马扎克,也是价格上的差。
    我在国内的军工企业见过两条线,干军品用的都是第二梯队产品,干民品用的都是第四梯队一下产品。一般民用企业也需要几台第二梯队产品装包装一下门面。
    评价机床的指标一般是转速、精度和稳定性。日本的主轴转速基本上都能达到20000转,高级的能达到40000转,国产的一般都只有12000。转速上不去,加工速度就上不去,刀具直径也小不下来,日本用0.1mm直径的刀具都很常见,使用这种刀具起码要4万转。找一把尺子体会一下0.1mm到底是什么概念就知道这种机床能够加工出什么了。当然可以采用倍速机,但倍速机是晃动的一个来源,采用倍速机会丧失精度,一般不提倡。
    说到精度,长濑铁工所(NAGASE INTEGREX CO., LTD.)今年发布的磨床居然能达到0.1纳米的精度,是不是有点变态了?当然磨床是最要求精度的。
    制造业最重要概念是精度,这里面有两个概念,一个是加工精度,另一个是测量精度。如何做出所要求的尺寸是加工精度,如何知道所完成的尺寸则是测量精度。这两个精度都直接依赖,不能制造精密测量设备就不能制造精密加工设备。
    讲个故事,日本有一个三丰制作所(Mitutoyo Corporation),有一次联合国在朝鲜发现了他们公司的3维测定仪,回头日本就把这家公司的社长抓了起来,因为那玩意对朝鲜是禁运的,那社长犯法了。
    机械设备的加工精度只会损失而不会增加,0.01mm精度的机械只能加工出误差在0.01mm以上的工件。在不考虑组装误差的前提下,用中等加工精度的机械加工的零件组装起来的机械只能达到较低的精度,要生产组装成中等精度机械的零件只能使用高精度的加工机械才能制造出来。按照这个道理,要制造高精度加工机械只能采用超高精度的加工机械。
    那么最高精度的加工机床是怎么做出来的呢?
    实际上对加工用机械精度影响最大的是导轨部分。机械的运动部分是被导轨限制的,导轨的精度就直接决定了机械运动的精度。超精密机械导轨的滑动面被称为“绝对平面”,要求精度在万分之一毫米以上,没有任何机械能够加工这种绝对平面,只能用手工的方式加工。
    加工绝对平面的过程就不说了。现在这种平面的加工就只有德国,瑞士和日本在干,这就是这几个国家能够生产高精度机械设备的原因。
    这些年来在加工精度本身并没有什么了不上的进步,因为几乎已经逼近了极限,这些年加工机械的进步主要在用户界面上。刀具直径、长度的自动补正在上世纪90年代初就已经普及了,现在刀具不止是圆度,其他异型刀具的形状自动补正也可以完成,自动换刀装置里面两面拘束的磨损自动补正也都成了标配,使得加工质量更加稳定。
    一般加工机床都是XYZ三个移动轴,称为“三轴加工”,这三个轴加上刀头和加工工件的转动角度就成了“五轴加工”,五轴加工能通过减少刀具突出量而抑制抖动,这样就更加提高了精度,而且减少了工件夹装时间,提高了工作效率。
    但是五轴加工的编程原来极为困难,我见过一位哥们被逼成了神经错乱的例子,现在各种CAM软件都大有进步,方便了相当多,除了CATIA等大牌软件之外,日本UNISYS的CADCEUS用起来也不错。
    现在连七轴加工机都出来了,这里有一个马扎克的七轴机宣传广告,大家可以看看热闹:
    在说数控加工这个题目的时候不要忘记日本有个叫“发那科”(FANUC)的公司。这个公司的名字是从“Fuji Automatic NUmerical Control”来的,一看就知道就是专干“自动数控”的。全世界数控器(数控机床的心脏)有一半是他做的。干数控的都熟知的编程用G代码(G code)就是他们的,可以说他就是数控的标准,其实这才是中日数控机床行业之间最大的差距。

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