電主軸是最近幾年在機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，在中高檔數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用廣泛。它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，將會(huì)把高速加工推向一個(gè)新時(shí)代。但是令人遺憾的是，作為數(shù)控機(jī)床功能部件的重要組成部分之一，電主軸的國(guó)產(chǎn)化率很低，當(dāng)前數(shù)控機(jī)床所用的電主軸60%需要進(jìn)口。對(duì)此，有關(guān)專家指出，電主軸的國(guó)產(chǎn)化在技術(shù)上并非很難，因此有必要加大它的發(fā)展。如果不提高電主軸的國(guó)產(chǎn)化率，一味依賴進(jìn)口，不僅將會(huì)浪費(fèi)更多的外匯，而且會(huì)制約我國(guó)數(shù)控機(jī)床的自我滿足率。
“中場(chǎng)”產(chǎn)業(yè)
電主軸具體是指一套組件，包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤(rùn)滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電主軸技術(shù)水平的高低、性能的優(yōu)劣以及整體的社會(huì)配套水平，都直接決定和影響著數(shù)控機(jī)床整機(jī)的技術(shù)水平和性能，也制約著主機(jī)的發(fā)展速度。國(guó)際上高性能、高速、高精度數(shù)控機(jī)床普遍采用電主軸單元。在多工件復(fù)合加工機(jī)床、多軸聯(lián)動(dòng)多面體加工機(jī)床、并聯(lián)機(jī)床和柔性加工單元中，電主軸更有機(jī)械主軸不可替代的優(yōu)越性。
電主軸的價(jià)位從幾萬元到幾十萬元不等，在機(jī)床成本構(gòu)成中占有一定比例。電主軸的質(zhì)量、性能和水平在很大程度上決定了整機(jī)的質(zhì)量、性能和水平，為此，日本學(xué)者將包括電主軸在內(nèi)的功能部件產(chǎn)業(yè)統(tǒng)稱為“中場(chǎng)”產(chǎn)業(yè)，取其足球“中場(chǎng)”術(shù)語的寓意，一是表明它在從原材料到整機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈中，處于“中場(chǎng)”位置，另一含義是取勝的關(guān)鍵在于它能否能夠控制“中場(chǎng)”。 <BR> 電主軸在數(shù)控機(jī)床中的作用越來越重要，主要是因?yàn)楝F(xiàn)在的機(jī)械加工工藝要求的主軸轉(zhuǎn)速越來越高，因此高轉(zhuǎn)速越來越成為衡量一個(gè)產(chǎn)品水平的標(biāo)志。誰先采用了更高轉(zhuǎn)速的主軸，誰便在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中擁有了一張硬牌。因此電主軸發(fā)展的趨勢(shì)就是：以專業(yè)廠家生產(chǎn)的高質(zhì)量的電主軸取代各機(jī)床廠家自己生產(chǎn)的傳統(tǒng)主軸，從而提高數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速，加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
國(guó)內(nèi)電主軸大量依賴進(jìn)口
我國(guó)機(jī)床行業(yè)對(duì)于電主軸的需求量較大，而且有逐年遞增趨勢(shì)。這主要由2點(diǎn)決定。第一，國(guó)內(nèi)機(jī)床對(duì)電主軸的需求量一年在6000多根左右。 據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2003年我國(guó)各類電主軸年需求量約6000根，其中數(shù)控機(jī)床用電主軸僅有約1000根，而且60%左右為進(jìn)口電主軸。而據(jù)主軸功能部件專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)鐘洪介紹，目前我國(guó)國(guó)內(nèi)電主軸的生產(chǎn)能力大約在2400套左右，而國(guó)內(nèi)的需求量在8000套，因此供需缺口達(dá)近6000套。以每套平均價(jià)8萬元計(jì)，進(jìn)口額就達(dá)4億多元。第二，根據(jù)機(jī)床行業(yè)“十·五”發(fā)展規(guī)劃，到2005年我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量將達(dá)到6萬臺(tái)，數(shù)控機(jī)床使用電主軸的比例也將由2%增加到10%左右。預(yù)計(jì)到2005年，數(shù)控機(jī)床用電主軸將激增到6000根，約占電主軸總需求量的50%，替代磨用電主軸的市場(chǎng)地位，成為電主軸市場(chǎng)的主力軍。
面對(duì)如此之大的電主軸需求市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)的電主軸生產(chǎn)卻沒有跟上去，這并不是因?yàn)槲覈?guó)電主軸的研發(fā)動(dòng)作遲緩。其實(shí)早在20世紀(jì)50年代，我國(guó)的軸承行業(yè)就已經(jīng)開始研究生產(chǎn)電主軸。目前國(guó)內(nèi)電主軸的生產(chǎn)以洛陽軸承研究所最為著名，它生產(chǎn)的內(nèi)孔磨削用電主軸已有40多年的歷史。近年來，它開發(fā)的加工中心、高速銑床和車床用電主軸，已與國(guó)產(chǎn)高速機(jī)床和國(guó)產(chǎn)并聯(lián)機(jī)床配套，投入使用。迄今已發(fā)展到15個(gè)系列，100多個(gè)品種，功率從0.2~75kW，最高轉(zhuǎn)速達(dá)150000r/min。
國(guó)內(nèi)電主軸大量依賴進(jìn)口的原因，除了產(chǎn)量沒有跟上去之外，國(guó)產(chǎn)電主軸的質(zhì)量沒有保證，也是其中一個(gè)原因。目前我國(guó)開發(fā)出了主軸功率為2.5kW～29kW、扭矩為4～86N.m、能應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心的電主軸，并且已裝備了部分國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床。但是從總體上講，國(guó)產(chǎn)的電主軸和國(guó)外產(chǎn)品相比較，無論是性能、品種和質(zhì)量都有較大差距，所以目前國(guó)產(chǎn)的高轉(zhuǎn)速、高精度數(shù)控機(jī)床和加工中心所用的電主軸，仍然主要從國(guó)外進(jìn)口。
電主軸生產(chǎn)存在技術(shù)瓶頸嗎
電主軸國(guó)產(chǎn)化率低，是由于技術(shù)原因嗎？在回答這個(gè)問題之前，不妨先聽聽有關(guān)專家對(duì)于生產(chǎn)電主軸需要何種技術(shù)是如何分析的。中國(guó)機(jī)床工具協(xié)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)梁訓(xùn)瑄將電主軸的生產(chǎn)所需要的技術(shù)簡(jiǎn)明扼要地概括為“3個(gè)半技術(shù)”：即精密制造技術(shù)，軸承技術(shù)，電機(jī)調(diào)速技術(shù)，電機(jī)技術(shù)。電主軸對(duì)于前3個(gè)技術(shù)的要求較高，而對(duì)于第4個(gè)技術(shù)來說，由于電主軸對(duì)于電機(jī)技術(shù)的要求并不是很高，只需要普通的電機(jī)技術(shù)即可，因此，梁訓(xùn)瑄形象地將其稱之為半個(gè)技術(shù)。
那么，生產(chǎn)電主軸的技術(shù)難度大嗎？對(duì)此，有關(guān)專家的回答是否定的。電主軸專家周延佑指出，由于電主軸的生產(chǎn)是幾種技術(shù)的綜合，因此只具備單種技術(shù)的企業(yè)并不能生產(chǎn)這一產(chǎn)品，比如一般的軸承廠或是電機(jī)廠就不具備生產(chǎn)電主軸的能力。但這并不等于說，電主軸的生產(chǎn)所要求的技術(shù)就很高，國(guó)內(nèi)的廠家就不能實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。周延佑的看法是：“電主軸國(guó)產(chǎn)化率低，產(chǎn)品大量從國(guó)外進(jìn)口，出現(xiàn)這種狀況，從技術(shù)層面來看是一點(diǎn)道理也沒有?！?周延佑分析說，電主軸的確需要的是綜合技術(shù)，但是只要一家企業(yè)擁有了其中一種技術(shù)，就可以生產(chǎn)電主軸這種產(chǎn)品。因?yàn)榕c其他技術(shù)相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，完全可以外購(gòu)。比如軸承廠就可以外購(gòu)電機(jī)，而電機(jī)廠也可以外購(gòu)軸承，這是一些世界電主軸生產(chǎn)廠家通用的做法。就是世界頂級(jí)的電主軸生產(chǎn)商也不具備全套技術(shù)，他們也同樣外購(gòu)產(chǎn)品或是技術(shù)。電主軸的生產(chǎn)從技術(shù)層面來說，其實(shí)需要的是精確裝配、加工的能力。就是全部零部件都外購(gòu)，最后的產(chǎn)品所獲得的利潤(rùn)也不低。特別是在國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力具有低價(jià)優(yōu)勢(shì)的情況下，即使是零部件進(jìn)口，裝配完成后生產(chǎn)出來的電主軸也應(yīng)該比進(jìn)口的同類電主軸價(jià)格至少低三分之一。
如何提高電主軸的國(guó)產(chǎn)化
由于電主軸的生產(chǎn)是一個(gè)跨行業(yè)的過程，需要多工種、多技術(shù)的配合，因此建立一個(gè)什么類型的企業(yè)才能滿足這些需要，是專家們探討的問題。
目前我國(guó)功能部件的生產(chǎn)廠家有4種類型：“院所型”，由研究所、大專院校以技術(shù)支撐發(fā)展而來的企業(yè)；“主廠型”，由主機(jī)廠逐步分離出來以生產(chǎn)某種功能部件為主發(fā)展起來的企業(yè)；“民企型”，在江浙一帶大量涌現(xiàn)的民營(yíng)企業(yè)，以勞動(dòng)密集型、單一品種為主；“外商合資或是獨(dú)資型”，生產(chǎn)部分較高水平的功能部件，但批量較小，沒有獨(dú)立的開發(fā)能力。
對(duì)于前3種企業(yè)，專家的看法是各有所長(zhǎng)。在“院所型”生產(chǎn)廠家中，由于他們的技術(shù)力量比較雄厚，從事該行業(yè)時(shí)間比較長(zhǎng)，一旦轉(zhuǎn)型，技術(shù)問題能夠自行解決，所需改變的只是體制。只要體制適合市場(chǎng)需求，這類企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品會(huì)很有競(jìng)爭(zhēng)力。比如洛陽軸承研究所，專家們?cè)啻谓ㄗh從研究所分離出公司，利用他們所掌握的電主軸技術(shù)專門生產(chǎn)此類產(chǎn)品。至于“主廠型”企業(yè)，鐘洪分析說，在國(guó)外電主軸的生產(chǎn)一般分為2種方式，1種是由配套廠家生產(chǎn)，另1種是由專業(yè)的電主軸生產(chǎn)廠家制造。國(guó)外的主機(jī)廠一般不生產(chǎn)電主軸，因此從這一點(diǎn)來說，在國(guó)內(nèi)從主機(jī)廠分離出來專門生產(chǎn)電主軸的企業(yè)，是一種趨勢(shì)。而“民企型”企業(yè)，專家們的看法是，由于他們的市場(chǎng)眼光敏銳，機(jī)制靈活，特別是江浙一帶機(jī)床用戶逐漸增多，為他們生產(chǎn)機(jī)床功能部件提供了機(jī)會(huì)，而且和客戶交流起來也有地域方面的優(yōu)勢(shì)，這些使他們?cè)陔娭鬏S的生產(chǎn)中具備優(yōu)勢(shì)。
電主軸的國(guó)產(chǎn)化問題，不僅是專家們關(guān)心的問題，同時(shí)也受到了行業(yè)協(xié)會(huì)的高度重視。雖然根據(jù)國(guó)內(nèi)各主軸開發(fā)單位估計(jì)，按目前生產(chǎn)能力發(fā)展速度，到2005年我國(guó)最多只能開發(fā)出2000臺(tái)套電主軸單元。但機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)根據(jù)國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床之需求，對(duì)各功能部件生產(chǎn)主導(dǎo)單位提出強(qiáng)化發(fā)展要求：電主軸要求到2005年用于數(shù)控機(jī)床的電主軸單元總產(chǎn)量達(dá)到3000臺(tái)套，到2010年達(dá)到10000臺(tái)套。他們表示將合理組織人力、物力、財(cái)力，開發(fā)出既多又好的功能部件。