机床 PK 汽车

　　机床是汽车生产的工艺手段，汽车的制造水平和质量，很大程度上取决于机床的水平，这一关系可谓是唇齿相依。近十几年来，汽车工业已经成为中国机床消费主体，大约消费了全社会40%的机床。同时，汽车工业投资的一半以上又用于购买机床，其中进口机床额约占80%。

    　汽车行业对机床技术的要求越来越高，所需求的新机床与传统的设备已有了质的不同。

    　现在机床的可靠性是否能满足汽车生产的要求？遇到了哪些挑战？对高效加工有怎样的要求，最新的解决方案有哪些？面对消费终端的价格压榨，机床是否还有降价空间？对此，汽车生产商和机床设备供应商展开了PK。

可靠性之PK

    　邹恒琪：机床可靠性，可以说是衡量机床业水平和竞争力的重要指标之一。而其对制造业尤其是汽车制造业更是根本、是基础，是汽车行业制造过程的准时化，高效率、一致性的基础。

    　笼统地说，现在机床的可靠性是否满足汽车生产的要求，是一个不怎么好回答的问题。一是机床行业的种类繁多，不能一言以蔽之。二是我国目前机床行业发展水平、竞争实力也良莠不齐，不可以点概面、以偏概全。

    　就冲压成形设备而言，以济南二机床为代表的重型锻压设备为例，应该说目前就可靠性而言是能满足汽车生产的要求，各大汽车厂（包括国外汽车厂）都在重复订购济南二机床的设备，就证明了这一点。

   　 就金属切削设备，以发动机加工为例，在汽车行业普遍流行的做法，发动机缸体、缸盖、曲轴、连杆和凸轮轴这些核心零部件的加工设备在选择时，一是采用尽可能柔性、成熟技术、成熟工艺方案为原则；二是在整个工艺方案中重要关键特性加工的设备采用进口设备；一般特性采用国产设备。这就可以说明在这类高速度、高性能、高精度的机床的技术性能、可靠性与国外还有较大差距（特别是欧美），而中低端产品在部分使用进口元件条件下，还是完全可以替代进口的。

  　  主要面临的挑战，一是基础功能部件差距大，像控制系统、传动件以及加工工艺等。二是在成套能力、集成技术、交货期控制等方面也有较大差距。三是缺乏基础数据积累，临床经验少，缺乏像德国勇克所强调的“我们不只是卖机床，而且是为用户提供一套最好的解决方案”的能力。四是我们机床制造不够精细，前期故障率比较高，主要反映在油路、气路不够清洁，造成堵塞或渗漏，需要运行半年左右才能稳定。

    　张书桥：总的来说，欧洲机床尤其是德国机床的可靠性较好，一般在合理的设备保养条件下能保证10年以上的可靠性，我们有使用近20年的设备还在正常服役。日韩设备能够满足目前发动机制造中粗加工工序的可靠性要求，在磨削等精加工工序中日韩设备用得较少，对一些高精度尺寸，日韩设备还不能满足要求。日韩加工设备在使用寿命后期，设备故障会急剧上升。

   　 随着对汽车发动机的功率、使用寿命和环保要求不断提高，发动机零件尺寸越来越精密，如某机型发动机的凸轮轴表面粗糙度要求比上一代机型整整提高了一倍。发动机零件尺寸要求的提高对加工设备的可靠性提出了更高的要求。

    　另一方面，汽车制造商已经向物流成本开刀。如果设备的故障停机时间长，为了保证市场需求，必须增加库存，这与降低物流成本是相违背的。随着准时制生产的提出，汽车制造商对设备故障停机时间提出了越来越高的要求。

    　陈长年：汽车制造属于大批量生产。特征是流水自动线，设备排列是串联式。全线机床不能独立工作，一台机床故障全线停产，会造成巨大经济损失。这就对机床的可靠性（MTBF值）提出了苛刻的要求。目前国内机床MTBF值只达到约500h，而流水自动线要求MTBF值达到3000h以上。国际著名公司生产线的MTBF可以达到约5000h。

   　 屈鹏涛：作为全球机床领域最大的汽车零部件设备供应商，MAG-IAS公司旗下克劳斯惠乐、兰姆、爱克赛罗、维茨希?弗兰克、海瑟普、辛辛那提自动化公司所提供的设备90%以上应用于汽车零部件的加工生产。作为批量化生产的汽车行业，对可靠性的要求是非常高的。在MAG-IAS公司，做汽车零件加工的厂家主要集中在德国，作为德国的机床供应商，同时肩负着为德国的几大汽车厂商提供设备的任务，除要符合ISO9001质量标准外，同时还通过ISO14001质量体系标准。为了提高机床的可靠性，保证生产线24h运转，我们在设计开发机床的同时，对于可靠性的考虑也是非常充分的。例如，我们在设计机床时，都要综合考虑保证机械元器件、电气元器件和控制系统的可靠性及稳定性。因此在选用机械电气元器件时，所有元器件均选用德国最好品牌的零件，且所有的元器件均来自工厂长期合作使用的品牌，以保证机床整体质量、性能稳定及一致。其次，我们也知道，再好的设备也难免不出故障，在出现故障以后，对于用户来讲，如何以最快的时间解决问题也是最重要的。为了给用户提供更好的服务，MAG-IAS公司在全球建立了四个全球服务中心，分别位于美国、巴西、德国、中国。这四个服务中心均有全系列机床配件，可以及时给用户提供全年365天，每天24h零部件服务。这也是支撑机床可靠性的一个条件。

高效加工之PK

    　张书桥：汽车生产商对高效加工主要有四方面的要求：一是提高零件切削效率，缩短零件加工节拍。同样的切削加工余量，一台高效切削设备可以顶两台普通的加工设备。所以，目前高速、大进给切削设备在汽车发动机制造业中用得越来越多。二是采用复合加工设备，减少工件装夹次数。加工设备最好能在一次装夹后完成尽量多的加工尺寸，以减少零件装夹次数。三是采用新工艺，减少加工工序。在零件制造过程中，如果能有效减少加工工序，可以减少很大的投资。譬如，现在已经能实现的CBN刀具硬车削在齿轮加工中能够代替磨削，这样能够节约磨床的投资费用。四是能够实现柔性生产，缩短换型时间。在不同型号的零件之间能够快速换型是对生产设备的基本要求。不同型号的零件之间转换最好能够通过软件切换实现，硬件方面更换得越少越好。

    　屈鹏涛：对于零件的高效加工，我们主要提供两种类型的解决方案，一种为标准型的高效加工中心，MAG-IAS旗下爱克赛罗公司开发了主轴转速达90000r/min的高速铣床。爱克赛罗公司开发XHC系列高速双主轴加工中心，此台机床配有直线电机，快移速度为120m/min，加速度为1g。同时，MAG-IAS旗下德国克劳斯惠乐公司新近还开发了快移速度达到180m/min的高速加工中心，以适应高效加工的需求。另一种解决方案是我们提供具有一定柔性的多主轴高效专用机床，此种设备主要由MAG-IAS旗下维茨希?弗兰克公司生产，如TWINFLEX系列机床，有四个主轴头、双工位，在每个主轴头上同时还可配有8个以上动力头，因为采用的是转塔式主轴结构，所以换刀时间非常短，对于复杂型面的汽车零件而言，加工非常高效。

   　目前对于汽车零件的加工，我认为还有以下挑战需要去面对：1.镁铝合金材料，CGI等新兴材料的广泛应用，对机床的刚性要求越来越高。2.如何解决好高速加工中切削刃具与机床的匹配性问题。3.如何保证高效加工的同时做到绿色加工，以及如何在干式加工条件下，保证无污染的同时，实现高效加工。

    　黄建文：机床的高速化技术是有效降低成本和提高效率的主要手段，小巨人机床有限公司电主轴技术在数控车床上的全面应用，高速的进给速度，伺服电机驱动牙盘定位的高速刀塔分度机构，以及加工中心上应用的双伺服电机控制的高速凸轮换刀技术，为机床的高效加工提供了充分的保证。还有我们根据汽车行业大批量生产的特点推出的VTC－160A/2PC全动立柱式的双交换工作台加工中心，双工作台交换时间只有4s，可以实现加工工件和装卸工件同时进行，大幅度提高了机床的生产效率，非常适合大批量生产特别是汽车行业用户的需要。

    　机床的高精度加工可以有效提高产品的性能和装配的效率，我们通过采用高精度的数控系统和高刚性的机床结构，以及高精度的加工和检测手段，保证了机床的精度，通过对机床关键部位的温度传感器检测的温度变化，并对温度的变化进行补偿的措施，来保证机床的精度稳定性。高刚性、高精度的机床结构，可以进行工件淬火后的硬车削，加工淬火零件的表面粗糙度可以达到Ra0.2以下，实现以车代磨，使得零件的生产效率大大提高，并已经在汽车变速箱齿轮的生产中得到应用。

    　复合加工技术的应用，为了提高产品质量，缩短物流线减少等待时间，提高效率实现工序集成，我们的机床可以通过丰富的选项功能实现这一目标，比如车床可以选配铣削以及第二主轴实现工件的一次装夹完成零件的全部加工工序。

    　汽车行业的高效加工还包括在管理方面，系统丰富的管理功能和网络功能使用户不用亲临现场就可以掌握机床的工作状态，为用户的生产计划提供依据和建议。完善的自诊断功能和在线服务功能更可以提供随时随地的服务，快速准确地解决用户生产中的问题。

    　王剑：高效加工可以通过提高切削时间的加工效率和减少非加工时间来实现。EMAG的解决方案有以下几方面：

1.多主轴加工中心或多主轴车削中心机床

 　   针对汽车零部件采购全球化，批量大的特点，EMAG在全球汽车领域里广泛运用了多主轴的加工设备。比如EMAG集团下的倒置式车削中心（VSC产品系列、VTC产品系列），SW加工中心都有单主轴、双主轴、三主轴或四主轴的配置，在保证柔性加工的同时极大地提高了加工的效率。

 2.减少工件装夹及上料时间

   　 EAMG倒置式车削中心配备的自动上下料滚道，操作工人只需将工件放在滚道上，其他装夹及卸料均有机床自动完成，既减少了上料时间，降低了操作工的劳动强度和失误，保证了批量生产的效率要求。

3.提高切削速度和进给速度

   　 EMAG倒置式车削中心封闭式的U形大理石的抗振床身设计，大功率和扭矩的主轴及静压导轨等都充分保证了优异的机床动静态的刚性。配合高效切削刀具的使用，确保了切削加工时的大切深、高进给。

    　对于使用铝件等非重切削的零部件，EMAG的BAW04-22等卧式加工中心使用直线电机，最大进给速度可达到120m/min.同时也减少了换刀等非加工辅助时间。

价格之PK

   　 张书桥：对汽车制造商来说，衡量机床价格应该结合设备整个使用寿命周期来看。目前有的汽车制造商狠压设备的初期投资，造成设备的初期采购价格很低。但设备供应商为了竞标，设备的总价较低，通过消耗刀具和生产易耗品来满足生产效率，机床刚性差，这造成用户在以后的使用过程中付出很大的代价。

   　 还有一些设备通过合并工艺降低成本，造成设备过分复杂，机床可靠性差，这对制造商以后的生产管理是不利的。

    　设备供应商可以通过提供售后服务赢得自己的利润，这对大家来说是一个双赢的局面。日本设备与相类似的欧洲设备相比，在初期采购时价格都较低，但以后的设备备件、夹具等生产易耗品卖得非常贵。

    　陈长年：价格竞争力是国内机床的第一优势。一般来说汽车企业能够接受。但是，高端数控机床由于关键件皆为进口，加上关税并没有价格优势。只有关键件国产化才有降价空间。

   　 屈鹏涛：最近几年，随着中国汽车工业的入世及市场化程度加剧，汽车工业的产量增加，但是竞争已日趋激烈。一个最明显的竞争要求就是价格竞争加剧，对于我们而言，在机床销售过程中，最直接的感受便是用户对设备价格敏感程度增加，为了增加MAG-IAS产品的竞争力，更好适应中国市场对设备的需求，一方面，我们在开发一些批量化，低成本的机床；另一方面，加快机床本土化生产。我们在长春建立爱克赛罗公司的合资工厂，此合资工厂，主要生产针对汽车零件加工的标准化和专用设备，为了保证在本地化生产的同时，还保证机床的德国品质，所有的技术人员及装配工人均在德国进行了超过半年以上的学习和培训。

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