电主轴国产化率低成为数控机床发展之痛
中国数控机床职业的开展令人瞩目，据中国机床东西工业协会供给的数据，2006年数控机床的产量达85756台，同比添加32.7%。但令人遗憾的是，作 为数控机床要害功用部件的电主轴，无论是从商品种类、技能水平、可靠性和工业化程度等方面均与国外有必定距离，电主轴国产化率低，中高端商品首要依托进 口。对此，有关专家指出，假如不前进电主轴国产化率，一味依托进口，不只会糟蹋很多外汇，并且会制约国产数控机床的开展。
数控机床的“芯片”
传统机床主轴是经过传动设备带动主轴旋转而作业的，电主轴的首要特色是将电机置于主轴内部，经过驱动电源直接驱动主轴进行作业，完成了电机、主轴的一体化功用。
与传统机床主轴比较，电主轴具有非常显着的优势。因为主轴由内装式电机直接驱动，省去了皮带、齿轮、联轴节等中间变速和传动设备，具有布局简略紧凑、效 率高、噪声低、振荡小和精度高级特色。并且运用沟通变频技能，电主轴能够在额外转速范围内完成无级变速，以习惯机床作业时各种工况和负载改变的需求。
电主轴是将机床主轴与主轴电机融为一体的高新技能商品。电主轴实践是指电主轴体系，由电主轴、驱动操控器、编码器、光滑设备、冷却设备等构成。国产电主 轴的价位从几万元到十几万元不等，电主轴技能水平的高低、功用的好坏都直接决议和影响着数控机床整机的技能水平和功用，也制约着主机的开展。
因而，有专家以为，电主轴在数控机床中的效果相似电脑中的芯片，将电主轴称为数控机床的“芯片”。也有日本学者将包含电主轴在内的要害功用部件工业统称为“中场”工业，取足球“中场”涵义，表明其重要方位。
电主轴体系是数控机床三大高新技能之一（高速电主轴、数控体系、送给驱动）。跟着数控技能及切削刀具的飞跃开展，越来越多的机械制作装备都在不断向高 速、高精、高效、高智能化开展，电主轴已变成最能适合上述高功用工况的数控机床中间功用部件之一，尤其是在多轴联动、多面体加工、并联机床、复合加工机床 等许多领先商品中，电主轴的优良特色是机械主轴单元不能代替的。
电主轴国产化任重而道远
与数控机床的长足开展比较，国产电主轴的开展显着滞后，已导致了业界以及国家相关部委的注重。
此前，记者曾参加了机床东西工业协会举行的“数控机床要害功用部件商品创新开展座谈会”。会上机床东西工业协会依据国内数控机床的需求，对到会各出产主 导单位提出强化开展要求：到2010年用于数控机床的电主轴单元总产量到达1万台套。据到会各主轴出产主导单位估计，如国家发改委动用国债资金强化撑持， 到2010年能够扩产到6000台套，其余缺口需求经过进口来处理。跟着数控机床运用电主轴的份额的添加，数控机床用电主轴将变成电主轴总需求量的主体， 然后代替磨用电主轴变成电主轴商场的主力军。
面临如此之大的电主轴需求商场，国产的电主轴出产却没有跟上去。缘由安在？其实早在20世纪60年代，中国的轴承职业就现已开端研讨出产电主轴。当前国内电主轴的出产以洛阳轴研科技公司最为闻名，它出产的内孔磨削用电主轴已有40多年的历史。
中国大型数控铣、加工中间和数控车床有用型电主轴的开发始于1998年。迄今为止，洛阳轴研科技公司已能开宣布产8大类，20个系列，200多种电主轴 商品，功率从0.2kW~100kW，加工中间用电主轴大型的可达外径318毫米，扭矩200Nm，小型号外径80毫米，5万r/min。它开发的加工中 心、高速铣床和车床用电主轴，已与国产高速机床和国产并联机床配套投入运用。
与此同时，北京机床研讨所也相继开宣布用日本FUNAC电机组装 的20000r/min、24000r/min电主轴。北京机电研讨院、上海第二机床厂等单位，运用德国REXROTH的电机组装成转速高于10000r /min的电主轴。北京榜首机床厂和日本大隈协作也开宣布转速高于10000r/min的电主轴。近期又有汉川机床厂，济宁博特精细丝杠制作有限公司等数 家公司相继投入开发电主轴单元的队伍。
尽管这些年国产电主轴的开发取得了很大的前进，但与国外商品比较较，国产的电主轴无论是功用、种类和质量都有较大距离，所以当前国产的高转速、高精度数控机床和加工中间所用的电主轴，依然首要从国外进口。
电主轴国产化难点安在？
关于电主轴出产是否存在技能瓶颈，有不少业界专家宣布了各自观点。有专家在剖析了电主轴技能后以为，电主轴的技能难度并不大。电主轴的确需求的是归纳技 术，但只需一家公司具有了其间一种技能，就能够出产电主轴这种商品。因为与其他技能相对应的商品，完全能够外购。比如轴承厂就能够外购电机，而电机厂也可 以外购轴承，这是一些国外电主轴出产厂家通用的做法。就是国际顶级的电主轴出产商也不具备全套技能，他们也相同外购商品或是技能。
洛阳轴研科 技公司研讨员级高级工程师徐同申以为，电主轴国产化率低指的是高端加工中间、数控铣床等用电主轴国产化率低，在常规磨用电主轴方面，几乎是国内商品一统天 下。对通常主轴，技能门槛相对较低，国内技能实力较雄厚，在电主轴性价比方面占有优势，除非特殊要求，国外商品很少。
对中、高端数控机床电主 轴，国内起步太晚，也未导致国家、公司的满足的注重。等咱们看清开展趋势时，国外已大大领先，并给国产技能开展设置障碍、卡“脖子”。如，国产操控体系不 过关，要买国外操控体系就必须买国外电机，不买国外电机，就不敞开数字量接口，只能是模拟量。国外对国内电主轴开展进行封锁，咱们只能用模拟量与国外编码 器对接，高难度动作国内电主轴做不出来。
在编码器方面，高端电主轴不必国内掌握技能的光学编码器，需求用磁性编码器。据知道，国内公司至今未 开宣布可有用的磁性编码器。国内公司只好用进口的，但无法与国外数控体系接口，只能完成模拟量操控，如刚性攻丝就无法进行。因而，国内电主轴在运用上受到 约束，难以推行。当前，洛阳轴研科技公司高端电主轴实践商品量没有打破两位数。
在高速精细轴承方面，国产轴承可靠性与国外有距离，因为资料质量疑问，导致轴承质量不安稳。国内电机规划技能偏保存，同功率时，国产电主轴体积大。
电主轴国产化需求国家撑持
徐同申主张，国家应注重电主轴开展，加强研制投入。由机床东西协会安排，机床厂、数控体系厂家、电主轴制作公司、大学等联手攻关，加强电主轴要害技能研 究。如加强高速、高刚度轴承研讨、轴承光滑冷却方式研讨、新一代驱动技能的研讨，此外还要加速电主轴规范化作业。曩昔电主轴没有统一的规范，各厂家自行确 定电主轴外形尺寸，形成无法交换、用户难以选型，影响电主轴批量出产。
要鼓舞撑持以专业厂家出产的高质量的电主轴替代各机床厂家自己出产的传统主轴，电主轴将会像直线导轨相同变成机床规范部件，使主轴单元变成一个有自主知识产权，可供用户运用选择、批量出产、安稳供货的优质部件。
河南省领先制作要点试验室主任李济顺博士指出，在数控机床的几大要害件中，电主轴是作业设备，是要害件之一。电主轴实践上是许多学科、众多高新技能使用 的归纳体，它触及机械、电子、操控等范畴。曩昔国内研讨不够，在高精度、高速、大功率方面无法满足要求，变成真正的瓶颈。而驱动精度相对简略前进，机械系 统精度达不到，再好的驱动精度也不行。他主张，国家应加大投入，注重电主轴根底技能研讨。
姑苏汇申机电科技有限公司总经理张劲松以为，国内电 主轴用户的观念需更新。如今首要用户不认同国商品牌，一些用户、主机厂因为对国产电主轴质量可靠性不信任，指名选配国外商品，国产电主轴难以批量出产，制 约了电主轴工业化开展。当然电主轴出产公司也应加大宣扬力度，注重与用户沟通。他以为，还需处理好理论与实践的联系疑问。如用软件算出来的刚性曲线怎么利 用。一些经历丰富的人不会用软件剖析，搞软件的不知怎么用这些剖析成果。凭经历、摸索，对中低端电主轴尚可，安全系数取大，影响不大。在高端电主轴方面， 速度、功率、刚度指标有能够在极限值方位，没有根底理论研讨，想凭经历就不行了。
此前一位业界人士指出，电主轴看似简略，实则不易。入门容 易，搞精不易。假如仅仅是精细加工、装配，其他依托外购外协，依托低价劳动力来获取赢利，前期能够完成。但在电主轴的中间竞争力方面，无法与国外公司抗 衡，简略的拿来主义，不掌握中间、要害技能，就会受制于人，电主轴工业只能永远跟在别人后边。正是因为在高速轴承技能、精细加工技能、电机技能、驱动操控 技能上与国外领先水平有距离，才影响了国产电主轴的商场竞争力。
此外还有专家主张，政府要加大对电主轴等功用部件的扶持力度，加大科技投入支 持、加大技改资金撑持、加大鼓舞电主轴国产化的方针撑持，让电主轴也享受数控机床主机享有的税收优惠撑持。记者知道到，在数控机床严重专项中，国家发改委 现已开端思考电主轴等要害功用部件的开展疑问。
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本文由 发布于 2014-04-16 | 打印本页