本帖最后由 蓝色童话 于 2010-6-7 14:41 编辑 ! u# t6 X# {- P9 O
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一、行业发展概况 滚动功能部件产品包括：滚珠丝杠副、滚动直线导轨副、滚动元部件以及外围配套元件等。滚动功能部件属于技术密集型、资本密集型、管理密集型产品。是数控机床和机电一体化产品不可替代的关键配套件，也是符合 21世纪生态、环保理念的重要基础零部件。产品虽小，却集成了精密零部件制造的许多关键技术。由于它们的标准化、系列化、通用化程度很高，又有广阔的市场，所以十分有利于组织专业化大批量生产。 世界上早在19世纪末就发明了滚珠丝杠副，但因制造难度太大，很长一段时间未能实际应用。第一个使用滚珠丝杠副的是美国通用汽车公司萨吉诺分厂，它将滚珠丝杠副用于汽车的转向机构上。1940年，美国开始成批生产用于汽车转向机构的滚珠丝杠副，1943年，滚珠丝杠副用于飞机上。精密螺纹磨床的出现使滚珠丝杠副在精度和性能上产生了较大的飞跃，数控机床和各种自动化设备的发展，促进了滚珠丝杠副的研究和生产。从50年代开始，在工业发达国家中，滚珠丝杠副生产厂家如雨后春笋般迅速出现，例如：美国的WARNER-BEAVER公司、GM－SAGINAW公司；英国的ROTAX公司；日本的NSK公司、TSUBAKI公司等。 我国以滚珠丝杠副为代表的滚动功能部件产业起步于上世纪60年代，是伴随我国精密机床、数控机床的发展而逐渐壮大起来的一个新兴产业。据不完全统计，目前全行业有制造企业80家左右，机床工具协会滚动功能部件分会会员单位近30家，行业总产值约20亿元。按照企业的性质、规模及发展情况，滚动功能部件的生产企业大体上可分为三种类型：一是伴随我国精密机床、数控机床发展成长起来的骨干企业，二是外资或合资企业，三是以民营企业为主体的新生企业。行业重点骨干企业包括汉江机床有限公司、南京工艺装备制造有限公司、广东高新凯特精密机械公司等。 从全球范围看，我国滚动功能部件产业虽然制造厂商众多，但行业还没有形成足够大的规模，产业集中度差，专业化生产水平低，信息化管理滞后，产品的性能指标需要提升，缺少有竞争力的品牌。虽然中低端市场基本被国内产品所占领，但高档产品尚处于研发和试制阶段，不能满足国产高档数控装备配套的需要。
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二、我国滚动功能部件产业所取得的成绩 我国滚动功能部件产业历经40年的坎坷，从无到有，规模从小到大。制造技术由试制、模仿到自主开发；产品由单一品种到多品种、全系列；生产规模由小批量、单件生产到大规模专业生产。专业化生产水平不断完善，制造技术不断提升，产品质量不断提高。尤其是进入21世纪后，滚动功能部件产业迎来了快速发展的黄金时期，正朝着专业化、产业化方向阔步前进。据不完全调查和统计：国内市场滚动功能部件的国产化率，滚珠丝杠副约65%，滚动直线导轨副约46%。
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归纳起来，我国滚动功能部件产业在以下几方面取得了可喜进展： （一）拥有传承几十年的精密螺纹制造经验。在螺纹磨削的激光反馈校正技术、CNC误差补偿技术、导程精度自动检测技术及仪器等方面拥有我国自主知识产权并处于国际先进水平。
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（二）在我国滚动功能部件产业中拥有一批自主研发生产的专用设备。行业各企业中关键设备的国产化率达60%～80%。如： 2米、3米、4米、5米、10米丝杠磨床，内螺纹磨床（中心），2米、3米、4米、5米、8米、10米系列外圆磨床，系列数控导轨磨床，丝杠中频淬火机，丝杠动态测量仪，高速滚珠丝杠综合性能测试系统等。最著名的螺纹磨床整机生产企业是汉江机床有限公司。该公司螺纹磨床产量占全国的85%以上。滚动功能部件行业中绝大部分螺纹磨床和部分检测设备产自该公司。其中该公司生产的10米数控丝杠磨床是目前世界最大的。他们还自主开发出4米、6米、12米旋风铣床，可以利用国内材料和刀具进行加工。
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（三）在技术创新和产品研发方面取得长足进展。目前，滚珠丝杠副在批量上已能满足国内需求，中低端市场基本被国内产品所占领。直线距离每分钟40米以内的丝杠已经替代了进口，达到国际中高档水平。例如一汽第二发动机厂流水线、东风本田发动机流水线、夏利发动机流水线上加工中心的丝杠，目前已经采用汉江机床的产品替代进口，价格仅为进口产品的五分之一。云南CY的立式加工中心所用的滚珠丝杠原来是台湾的，用汉江机床替代后，价格下降了三分之一。 国产重型、超长滚动功能部件产品无论在产能、交货期还是在性价比方面都具有比较优势，在替代进口方面已经初见成效。如武汉重型机床厂、齐重数控、昆明机床使用的大型丝杠基本都是国内提供的。汉江机床已生产出国内最大的10米整体磨制滚珠丝杠。 另外，一些骨干企业还在不断研制开发机床以外的铁路、航空、电工等行业领域所用的滚动功能部件新产品，如研制成功了用于机场登机桥、铁路转辄机、核电站、太空仓、导弹制导系统等特殊工况的滚珠丝杠副等。
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（四）制定了一整套与国际标准基本接轨的，较为完整的滚动功能部件标准体系，包括国家标准与行业标准。行业产品的标准化、系列化、通用化具有较高的水平，这是组织专业生产，迈向规模产业化生产的重要前提。 / b- w' H2 y# ]
（五）滚动功能部件的绿色制造迈出了可喜的一步。例如：滚珠丝杠和滚动直线导轨副的循环返向装置正在逐步推广省材省工的绿色制造技术——MIM金属粉末注射成形和高强度工程塑料一次成形；CNC旋风硬铣削技术及装备正落户中国；淬火GCr15钢高速硬车削技术已从工艺试验进入生产现场并取得明显效果；研制成功自润式滚动功能部件新产品等。
, R2 _2 J; H# [+ {2 W3 E4 d三、存在的问题 虽然近十多年来我国滚动功能部件产业有较快的发展，但与当今世界先进工业国家的水平相比，依然存在明显差距。尤其是国际金融危机爆发以后，行业长期积累的深层次矛盾日益凸显。 中国机床工具协会滚动功能部件分会年初对行业内24家企业进行了调研。调研反映，在2008年的四季度和2009年的1月份，受国际金融危机影响，滚动功能部件行业形势非常严峻：合同逐月急剧下滑、货款回收困难、产品库存增加、运营成本上升、企业盈利下降，职工停工降薪，部分民营企业减员50%以上。 由于是为主机配套的行业，所以，主机受影响最严重的，也是功能部件受影响最为严重的。如产量特别大的、低档次、小型的数控车床、铣床、线切割机床、雕刻机、木工机械等行业，为其配套的滚珠丝杠副、滚动直线导轨副的生产企业，大多订单下滑30%以上，个别企业达到80%以上。还有几个民营企业，春节前放假后一直没有开门上班。反之，大型、超长、高精度的滚动功能部件订单还有所上升。 有远见的业内人士早就指出，滚动功能部件行业早晚要“重新洗牌”。而这次国际金融危机使行业调整提前到来。 总体来说，行业存在的问题主要表现在以下几方面：
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（一）产业集中度低，企业多而分散，真正形成规模，有自主开发能力的企业很少，多数企业盲目无序发展，没有形成集约化大规模生产模式。据不完全统计，2007年，滚动功能部件全行业工业总产值达189808万元，其中总产值超亿元的企业有5家，总产值在 5000万元左右的只有3家。在江苏的启东，有12家生产滚珠丝杠单一产品的企业，年生产能力5000万元以上的一家、1000万元以上的一家。剩余10家企业，年生产能力都在300万元以下。而且，大部分小企业缺乏技术研发能力和检测设备。 : T# I) U( X3 c3 e' ^! G+ `' I
（二）在产品的技术水平和质量方面存在明显差距。我国滚动功能部件产品的总体水平处于发达国家名牌产品之下、发展中国家之上的中偏上水平，行业中重点骨干企业的部分产品达到或接近国外本世纪初的先进水平，中低档产品与国外同类产品差距较小或基本持平，但生产效率却远远低于国外。而高性能、高档次的产品，例如在高速、精密、重载方面与当今世界先进水平差距较大。在高速方面差距最大，目前真正能满足高档数控机床的高速丝杠基本没有国内产品，在机床上配套的国内产品目前最高达到每分钟40米的速度，超过这个范围的还没有使用，国外最高速度已达到每分钟120米，在试验台上能达到200米左右。目前我国采购的使用在机床上的国外产品大多是 60米。这次机床重大专项提出我们要达到60米的目标。在重载方面，全电动注塑机用滚珠丝杠差距大，这是重载丝杠的代表。主要表现在寿命、承载能力上有很大差距，目前国内生产厂家在攻关中。在精密方面，我们的起始精度与国外相当甚至优于国外，但可靠性差，这和我们的基础理论研究、加工工艺、原材料以及观念都有关系。 6 x1 `: @! A! A0 [: j. {% C
（三）低端产品产能严重过剩。滚动功能部件产业是在发展数控机床的急迫需求下催生出来的，近年来，我国数控机床产业快速发展，年增速在30%以上，一大批重复生产中小规格、中低档次滚珠丝杠的“80后”、“90后”民营企业，从大量生产中低档数控机床的主机厂中找到了自己的生存空间。这些企业新产品开发速度慢，技术创新能力不强，拥有自主知识产权和专利技术的项目少。产品品种单一、产品结构及尺寸系列雷同化。形成了中小企业在低端产品市场（主要指长度在2.5米以下的低精度丝杠）迅速聚集而产品又过于同质化的局面。 3 A0 w. M; @& |
（四）对机床行业的依存度大，市场单一。对机床这一单一市场的依存度降低了对装备制造各产业需求的适应度。在各类机电产品中，机床的工作环境、受力状态除高速、重载数控机床外，相比之下工况条件较好。以滚珠丝杠为例，一般数控机床主要是定位精度、系统刚度、对CNC指令的灵敏度、运动的平稳性等，对机床而言，很少因滚珠丝杠副的“疲劳寿命”出问题的（除非选材和热处理没达到HR60或硬化层深度不够），这样一种使用状态使我国滚动功能部件的制造企业偏重于关心产品的精度指标，而对包括“疲劳寿命”在内的性能指标却被严重淡化了。当滚动功能部件产品要进入其他领域（航空、航天、能源装备、重型机械、军工装备、冶金装备、高速铁路等）时就暴露出现有技术的软肋。 滚动功能部件产业对机床市场过多的依存度所产生的负面影响还表现在，产品在其他机电产业的普及应用中推动力不足，决心不大，措施不力。而在国外，滚动功能部件作为线性传动产业，其应用面很广泛，其中机床大约只占30%～40%的市场份额。它的普及率从一个侧面反映了国家工业化、自动化水平。 : V% T0 |/ d3 \
（五）制造工艺技术和设备落后，使我国滚动功能部件行业产品在“低效率、高成本”的怪圈中徘徊。传统的工艺和装备制约了制造技术的创新。数十年一贯制的以螺纹磨削为主的传统工艺，不管什么精度都用螺纹磨床加工，生产效率低，耗能、费工、环境污染等问题也得不到根本解决。而国外，高效环保的螺纹CNC冷轧成形技术、CNC旋风硬铣技术已广泛应用。 + R0 f% |. o) e! J3 C1 M7 E
（六）用于滚动功能部件的国产Gcr15钢等原材料，不能适应工艺革新的要求，制约了高效制造技术的发展。丝杠的耐用度、精度的保持性、噪音、变形量的控制都和材料有直接的关系，国内原材料供应技术水平低，性能不稳定，造成热处理后变形大，不利于规模化生产。 0 I% }" Y) \9 `6 k$ V
（七）对滚动功能部件的基础理论和基础性能试验的研究不重视，投入较少。这是导致我国的产品性能指标与国外差距大的根本原因。 以滚珠丝杠为例，虽然早在上世纪70～80年代北京机床研究所、原华东工程学院、清华大学都开展过摩擦力矩、传动效率、接触刚度等方面的研究、甚至北京机床研究所还研制出我国首台“滚珠丝杠副接触刚度测量机”。但是由于那个年代滚珠丝杠主要为机床配套，而数控机床又都主要是中低档产品，缺少市场需求的紧迫感，起步虽早，进步不大，发展不均衡，致使这些研究成果没有转化为推动专业生产和产业技术进步的生产力。 到目前为止，除行业中少数几家重点骨干企业有较完备的监测仪器外，绝大多数生产滚珠丝杠的小企业几乎没有性能指标的监测仪器，不少企业对动态预紧转矩的检测还停留在上世纪60～70年代用弹簧秤、手感评定这样一种原始的方法上。 近年来，高速滚珠丝杠副综合功能性状试验机在行业中相继研制成功，龙头企业相继组建了研发中心和性能试验室，对高速滚珠丝杠副的精度特性、速度、加速度特性、温升、噪声等进行了初步试验研究，取得了阶段性进展。在这方面我们与国外的差距正在缩小。但在动刚度、各种工况下的疲劳寿命、可靠性、残磁量、清洁度等内在性能指标方面尚有很多工作要做。 | 
发表于 2010-6-7 14:39:00
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