进入21世纪,我国装备制造业特别是数控机床及其关键功能部件产业迎来发展的黄金机遇。中央高度重视这个产业的发展,《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》、《数控机床发展专项规划》给我国数控机床及其关键功能部件的发展指明了方向,将成为推动这个行业实现国产化、产业化的强大动力。 中国机床工具工业协会滚动功能部件分会就是在这股强劲的春风中迎来了20周年的生日。
一、“功能”决定产品的命运
什么是滚动功能部件?笔者认为,以滚动摩擦为特征的传动、定位、导向、分度元部件统称为滚动功能部件。它包括各类滚珠丝杠副(精密、高速、大导程、冷轧、重载、超大型、微型、行星滚柱等);各类滚动直线导轨副(滚珠、滚柱、圆弧型等);滚动元部件类(滚珠花键、滚珠蜗母条、十字坐标工作台、精线性工作台、致动器等);外围配套件(自锁器、制动器、联轴器、防护装置、高刚度专用轴承等)。它们与滑动丝杠、导轨,静压丝杠、导轨,齿轮齿条,液压缸驱动以及直线电动机等线性传动装置比较,有其特定的功能。其中滚珠丝杠副和滚动直线导轨副的功能可用示意图表示(见图1、图2)。必须指出:图示的功能并非垂手可得,惟有通过产品优化设计和采用先进的制造技术才能使其功能利用率最高,再通过技术创新进而得到功能的延伸和复合化。而克隆产品和低水平制造,功能利用率就低,这正是所谓高档与低档的本质区别。
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,它具备标准化、系列化、通用化的特征,其最佳生产方式为高集中度的专业化、大批量生产。在装备制造领域,滚动功能部件不但是数控机床的关键零部件,而且,也是符合21世纪生态环保理念的绿色产品、机械制造业的重要基础元部件。产品的功能决定了它的价值和生命力,从某种意义上说,滚动功能部件的功能成就了滚动功能部件这个常青产业。在《专项规划》中,选择了包括滚珠丝杠副和滚动导轨副等9种功能部件作为发展的重点,是完全正确和必要的。
二、滚滚向前48个春秋的回顾
我国滚动功能部件产业的发展起步于20世纪的“大跃进”年代,是伴随我国精密机床、数控机床、机电一体化产品的发展而逐渐成长起来的一个新兴产业,在48年的发展历程中,经历了三个阶段,诞生了三类企业。进入21世纪后,又迈入了市场国际化、制造产业化、机遇与挑战并存的新时期。
1.试制、开发起步阶段(1959~1972)
根据我国早期数控机床发展的需求,北京机床研究所、南京工艺装备厂、清华大学等单位在“大跃进”年代试制出我国第一套滚珠丝杠副。随后南京工艺装备厂于1964年组建了我国第一个滚珠丝杠车间,为数不多的几个单位开始小批生产,到70年代初,全国滚珠丝杠副的总产量仅几千套。这个阶段的特点是产品是仿制的,无统一标准,工艺落后,缺乏控制质量的检测手段。
2.成长阶段(1973~1986)
在原机械部机床局的直接指导下,1973年诞生了第一个尺寸系列和质量内控标准,1982年我国加入了国际标准化组织下属滚珠丝杠工作组(ISO/TC39/WG7),同年第一批新标准问世,使产品由小批生产步入系列化、标准化、专业化批量生产。在国家改革开放政策的指引下,通过派出去(机械部1979年派出我国第一个赴日本NSK公司实习考察组)、请进来(先后邀请日本、美国、德国的专家来华技术交流),学习和借鉴国外先进技术,并引进了一批关键设备,促进了企业产品升级换代和工艺水平的提高。在北京机床研究所的组织下开展了与ISO标准的对口活动,并及时跟踪国外技术发展动向。1983年召开了“全国滚珠丝杠攻关协调会”。之后,北京机床研究所、华东工程学院等单位产学研结合完成了滚珠丝杠副摩擦特性、传动效率、刚度、Coa、Ca、寿命的初步研究,还研制成功反向器新结构新曲线、第一代滚珠丝杠副的测量仪器(包括:导程、行程、力矩的动态测量),攻下了一批“七五”、“八五”攻关项目。国家大力支持重点企业的发展,南京工艺装备厂和汉江机床厂、山东济宁丝杠厂等单位加大技改力度,在扩大产量的同时,开发出滚动直线导轨副、滚珠花键、坐标工作台新产品。这个产业的科研单位和制造企业扩大到20多家,年生产能力在10万套以上,初步形成了一个小行业。这个阶段的特点是:单位之间的技术和信息无私交流,真诚合作,是行业凝聚力最强的时期,是计划经济时代的第一个发展高潮。
3.快速壮大阶段(1987~1999)
滚动功能部件协会先于中国机床工具协会于1987年成立,1990年全国机床标准化技术委员会又在主机之外率先增设了滚动功能部件标准化分会。这标志着这个产业逐步走向成熟和快速发展。“八五”期间国家将滚珠丝杠和滚动直线导轨列为重点振兴的“特定基础件产品”并加大了对重点骨干企业的支持,引进一批先进的工艺装备使制造技术水平得到提高。在标委会的组织下,制定了一批与国际接轨的标准,1993年出台了第一套滚动直线导轨的标准;1998年出台了第一套与国际标准ISO3408-1~3接轨的滚珠丝杠副国家标准(GB/T17587.1~3)。在贯标中诞生的一批大型专用检测仪器(例如:JCS-014B、JCS-040、HJY028等),使专业生产的产品质量得到提高。1994年广东新会凯特公司的成立使我国滚动直线导轨副的专业生产又向高起点迈出了一大步。华中理工大学在滚动直线导轨副的基础理论、设计计算、性能试验等方面做了大量工作,对提高产品性能、质量,推动产业化发挥重要作用。在这之前已有4家企业投资技改上马生产这个产品。这个阶段全国生产滚动功能部件的企业迅速增加到40家以上,产量每年以大于25%的速度增长,全国的生产能力达25万套/年以上。滚动功能部件协会成立后,对推动产业的发展发挥了重要作用。一方面,在制定发展规划、推动贯标、市场价格、组织参展、技术交流、企业关心的共性问题等做了大量工作;但另一方面却对推动企业联合,抑制重复投资、盲目上马显得无力和无奈。这是在我国由计划经济向市场经济转轨时期滚动功能部件产业发展的第二个高潮。
(转载)



