滾動功能部件作為數控機床及產線的基礎傳動部件,其重要性毋庸置疑。《金屬加工》一直以來十分關注滾動功能部件行業發展,近年來,雜志社組織舉辦的多屆金屬加工機電產品用戶系列調查——滾動功能部件調查活動,對行業發展起到了積極的指導和參考作用,受到了業界的好評。2020年12月3日,在由金屬加工雜志社與中國機床工具工業協會(以下簡稱總會)滾動功能部件分會聯合主辦的第三屆滾動功能部件用戶調查結果發布會暨行業發展圓桌論壇上,中國機床工具工業協會滾動功能部件分會理事長趙甲寶、國家科技重大專項總體組專家/中航國際航空發展有限公司研究員陳小明、南京理工大學教授馮虎田、南京工藝裝備制造有限公司總經理汪愛清、科德數控股份有限公司總經理特別助理劉立新等領導專家就滾動功能部件的行業現狀、技術進展、產學研用等方面進行了深入的對話與交流,共謀行業高質量發展之路。

中國機床工具工業協會滾動功能部件分會理事長 趙甲寶
2020年我們共同經歷了一個極不尋常的開端,但隨著我國疫情得到有效控制,生產、生活秩序迅速恢復,企業經營趨于穩定,特別是5月份以來行業大多數企業月收入和利潤已恢復或達到2019年同期水平,行業企業抗風險能力顯著提升,具體體現在以下4個方面。
1)國產滾動功能部件成功替代進口。在國家04專項的實施帶動下,近幾年國產滾動功能部件行業取得了長足進步,重點企業在制造工藝水平、試驗裝備能力和產品質量等方面普遍提升,部分國產滾動功能部件產品在多個領域成功替代進口。
2)滾動功能部件應用領域不斷擴展。行業企業積極進取,在細分領域深耕,如在機床行業之外的汽車、航空航天、軌道交通、自動化、機器人、電動工具和醫療器械等領域都有不俗表現,化解風險能力進一步加強。
3)滾動功能部件行業規模擴大。隨著我國智能制造設備在應用示范、跨行業推廣、上下游企業拓展等方面正在由“點上示范”向“面上推廣”加快推進,會員隊伍進一步壯大,滾動功能部件分會已由2017年的43家擴大到現在的66家。
4)開啟滾動功能部件行業合作新模式。行業平臺建設和企業深度合作穩步推進,在總會的倡導下,漢江機床、南京工藝、濟寧博特及廣東凱特精誠合作,聯合申報“高檔數控機床與基礎制造裝備”獲得成功,開啟了企業間合作的新篇章。
在穩步發展的基礎上,滾動功能部件行業高端產品供應不足、低端產品供應過剩的不平衡狀態仍在持續;企業發展不充分、產品競爭力不強的問題并未得到根本解決;行業集中度不夠、產品低端同質化問題比較嚴重,推動行業高質量發展仍需不懈努力。
自2009年以來,陜西漢江機床有限公司先后獨立承擔國家重大專項6項,參與子課題研發19項,在創新發展、服務共享、規模化生產、微型絲杠應用、產業配套和推動行業共同進步等方面取得了顯著成效,其中多項成熟方案在行業企業得到推廣應用并獲得較好的經濟效益,為公司2020年實現同比20%增長起到了支撐作用,也為行業的可持續發展提供了有力保障。
百尺竿頭思更進,策馬揚鞭自奮蹄。隨著后疫情時代的來臨和市場環境的進一步改善,各成員單位必須堅定高質量發展理念,強化協同創新,把握發展大勢,把滿足國內需求作為行業發展的出發點和落腳點,積極主動融入以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局中來,堅持問題導向和目標導向,抓重點、補短板、強弱項,堅定信心走“專、特、精”道路,對標國際一流,以差異化戰略開拓新市場,在細分領域深耕細作,在中高端市場領域爭取有更大作為,努力在危機中育新機,于變局中開新局,更好服務發展大局,共創行業健康發展新生態。

國家科技重大專項總體組專家/中航國際航空發展有限公司研究員 陳小明
我國機床、自動化設備及各種機械裝備的運轉離不開滾動功能部件,滾動功能部件是最基礎也是最關鍵的部件之一。機床設備快速運動,需要高速滾動功能部件;精密運動,需要精密滾動功能部件;高動態運動,需要高動態滾動功能部件;移動大負載,需要重載滾動功能部件,滾動功能部件的重要性不言而喻。
在機床領域,滾動功能部件所占比例很小,因此行業規模偏小,核心技術少,設計制造基礎薄弱,研發和技改投入能力不足。另外,隨著國內機床市場的開放,進口滾動功能部件產品依靠先進成熟技術、規模化生產和質量穩定等優勢,對國產滾動功能部件行業造成了較大的沖擊。但近幾年,國產品牌也取得了一定的突破。國產滾動功能部件產業規模不斷擴大,品種規格不斷豐富,新產品開發和進入市場的速度明顯加快,技術研究得到重視,行業合作不斷深化,帶動產品品質和品牌影響力不斷提升,產品的技術參數和指標越來越接近或達到國際先進水平。國產品牌的市場競爭力逐步增強,市場份額逐步擴大,應用領域也在不斷拓展,除了傳統的機床和裝備領域,在自動化、物流系統、現代兵器、高鐵、橋梁、飛行器、空間機構、潛艇和核電等眾多領域均得到擴展應用。
滾動功能部件的發展離不開技術革新,我建議應從以下5個能力方面進行提升。
1)設計開發能力。完善設計開發環境,完善企業產品數據管理,采用先進設計、分析和產品數據管理工具,強化設計優化、仿真工具的應用,提升設計開發能力。
2)生產制造能力。淘汰傳統老舊設備,根據實際需求,在關鍵零件、關鍵工序配置高端精密加工、成形或熱處理等設備,保證零件加工質量,確保達到設計要求,提升生產制造能力。
3)測試試驗能力。采購或自制專業化儀器設備、軟件和數據庫等,配置相關工藝試驗、檢測分析和試驗設備,建立完善產品性能試驗驗證和測試環境,持續不斷開展產品性能和可靠性試驗,積累產品及試驗數據庫,為持續開展產品開發和技術進步提供支持。
4)質量控制能力。加強企業管理,強化質量意識,梳理品牌意識,建立全流程質量控制體系,固化工藝流程和規范,減少非正常因素干擾,提升質量控制能力。
5)應用服務能力。加強應用場景研究,完善應用支撐資料和數據,優化簡化應用環境,加強用戶培訓,提供專業的應用指導,采用先進技術手段,實現對產品使用情況的跟蹤和數據統計。建立長期跟蹤服務機制,對發現問題及時反饋,實現對產品的持續不斷改進和提高,不斷提高服務能力,改善用戶體驗。
另外,滾動功能部件快速發展還應加強基礎研究,加強與高校和科研院所的深入合作,加強行業合作交流,就產品標準、技術要求、測試試驗條件及用戶接口等進行規范,共同面對市場挑戰。
國產滾動功能部件產品與進口產品之間的差距越來越小。絲杠導軌是傳統產品,制造技術相對成熟,產品質量相對穩定,是國產高端、優質產品典型代表。在應用中,國產絲杠導軌和進口絲杠導軌沒有顯著差異,大型龍門機床也在使用國產絲杠導軌。不可否認,國產產品也存在細節問題,如一致性、密封、清洗、包裝和配件不全等問題,反映出生產流程規范性不夠、質量控制不嚴或使用不當的情況。
滾動功能部件未來可實現標準化,產品具備進行規模化生產的條件,只有實現規模化生產,才能實現市場突破。規模化生產需要原材料的批量定制、熱處理工藝流程的固化、加工工藝流程的穩定、裝配流程標準化、測試試驗長期堅持、產品數據的大量和長期積累、對設備依賴程度的提高和人為因素的減少、成本的降低及生產效率的提高。在市場經濟下,只有整合資源,共同開發產品和應對市場,才能使行業快速發展。

南京理工大學教授 馮虎田
近十年,滾動功能部件行業技術日新月異,高精高速、可靠性、精度保持性及配套能力等方面都有了大幅提高。2009年以前,國產滾動功能部件性能指標、可靠性指標和精度保持性指標與國外高端產品差距較大,進口產品占據主要市場。2015年末,國產滾動功能部件技術已有所突破,優選產品可達到國際高端產品水平,批量產品性能接近國際中高端產品水平。到2020年末,國產滾動功能部件技術突飛猛進,批量產品達到國際中高端產品水平,其中高速性能可達60m/min以上,可靠性指標MTBF>15000h,精度保持性指標T>4000h,能夠滿足國產高端機床性能指標要求。
滾動功能部件行業通過近年來不斷努力、深耕細作,在基礎應用理論、產品優化和創新設計、材料優選及熱處理、優化的工藝和裝備、可靠性及測試試驗方法、精度保持性的檢測和評價方法、行業標準、應用驗證等8個方面的共性技術研發方面取得了突破性進展。這些共性技術的相關成果,有力促進了骨干企業產品品質、配套能力及相關骨干企業與單位的檢測試驗能力等大幅提升。
回顧2012年“行業共性技術”課題,課題組組成單位有5家龍頭企業(以產品研發和制造為主)、南京理工大學、國檢中心、機電院等,這個課題是產學研用的典型代表,取得了一批有影響力、推動行業進步的共性技術和專有技術成果。馮教授認為產學研用模式還要繼續發揚光大,他從近十年的發展中也總結出一些經驗教訓:首先,產學研用要建立一個穩定的研發隊伍;其次,研發目標要非常明確,研發的產品要接地氣;此外,產學研用的模式和方式還要不斷創新。

南京工藝裝備制造有限公司總經理 汪愛清
南京工藝作為行業排頭兵企業代表,發揮了企業的社會和行業擔當,近年來取得了不菲的成績。滾動功能部件的產品精度和品質一致性一直以來倍受用戶的關注和信賴,得益于南京工藝對技術、裝備和人才的高度重視和持續發展。
針對滾珠絲杠、滾動導軌技術含量高的特點,南京工藝以技術創新推動產品品質全面提升,以承擔國家科技重大專項和江蘇省科技成果轉化項目為牽引,提升技術創新能力,公司成功實現設計開發能力、實驗能力、工藝技術和檢測技術的全面升級。近3年,每年投入近2000萬國內外先進裝備,優良的數控裝備提高了產品的制造水平、質量一致性和加工效率,推動了品質的提升。公司注重高技能人才的培養,常年開設技師培訓班,培養了78名技師,其中高級技師25名,一批高技能人才為公司滾動功能部件產品精度穩定性和品質一致性,提供了堅實保障。
“十三五” 南京工藝通過技術創新引領公司產品全面升級,實現為中高檔數控機床提供配套。“十四五” 南京工藝將繼續以技術、管理創新為引領,以高檔數控機床首選國產滾動功能部件為使命,加大產品技術理論研究,加大國內外產品試驗研究,同時研究不同使用場合的產品應用技術,繼續遵循8341可靠性管理工程,持續提升產品精度的保持性。南京工藝將持續投入滾珠絲杠、滾動導軌自動化生產線和智能化生產線,研究產業化、規模化工藝技術,提升產品精度一致性、性能穩定性,提高產品性價比,解決核心功能部件“卡脖子”問題,從而實現自主可控,擔當起行業發展的責任。
科徳數控以生產高檔數控機床為主,非常關注高水平、高可靠性、高精度和高速滾動功能部件的發展,尤其是國內產品的技術、品質及品牌建設方面的發展和進步,注重國產滾動功能部件產品技術、產品質量、產品價格和最終用戶意見等。
近十年來,高端滾動功能部件發展速度較快,尤其是國產品牌發展速度驚人,特別是受到國家專項支持的企業,在技術、制造工藝、品質和品牌建設等方面發展迅速。滾動功能部件企業、機床制造商和機床最終用戶等優質資源,以產學研用模式高效地整合到一起,使國產產品在技術、質量、適應性等方面有了質的飛越,也促進了品牌建設。我公司對國產滾動功能部件的應用,從觀望、配合、小批量應用到最后批量應用,逐步發展起來。目前,應用效果可觀,特別是大型高速水冷螺母旋轉絲杠的應用,完全可以替代國外品牌。

科德數控股份有限公司總經理特別助理 劉立新
國產滾動功能部件企業或者行業應遵循用、學、研、產的導向,在機床應用領域爭取做機床設計師在滾動功能部件方面的導師,引導用戶消費,規范用戶需求,提升標準產品在訂單中的占比,改善生產效率。目前,絲杠的應用場景各異,設計師想法各異,導致滾珠絲杠產品種類繁多、生產效率低且成本高,對絲杠進行深入細致地標準化和協調化研制至關重要。通過開展服務延伸,把專供機、高速機、精密機、普通機床及高端機床等典型應用場景進行分類,將典型絲杠、典型螺母和典型軸承配置方式、規格、標準軸端尺寸及長度系列進行整理推薦,形成標準化設計體系尤為重要。標準化設計不僅可以提高設計效率、設計質量,還讓設計更簡潔快速,同時標準化和系列化產品訂單占比也會提升,有利于組織生產、降低生產成本并縮短生產周期。系列化和標準化產品的發展,加上良好的企業銷售優惠政策,更有益于提升國產滾動功能部件綜合經濟效益和品牌建設。