日本高端機床為什麼厲害？中國機床與它差距有多大？

序言

這是一架美國波音787客機。

如果你仔細觀察過它的機翼，就會發現竟然是彎曲的。

相關資料顯示，波音787的機翼翼展為60.1米，翼尖最大向上彎曲達到7.9米，可以說機翼彎曲程度堪稱「逆天」。

而且更令我感到驚訝的是，飛機的機體和機翼部分，竟然不是美國本土製造的，而是由日本的高精度機床製造。

那麼問題來了，日本機床為什麼能如此厲害？

機床製造產品

先來看幾個機床加工出來的零件。

比如北京精雕公司製造的微米級高精度配件。

你會看到當兩個金屬塊相遇的時候，就會合二為一渾然天成。

看起來有點不可思議是吧？

其實這是精雕技術達到極高水平的時候，就會出現的神奇現象。

由於兩個金屬塊的表面太過光滑，就會產生范德華力，緊緊相吸。同時不管你從哪裡方向去配合，都可以達到嚴絲合縫，連空氣都進不來。

再比如光刻機大家都知道吧，它也是精密機床的產物。

尤其是它的光學系統對光學元件要求非常高，就比如說光刻機的鏡頭鏡片打磨加工。

我打了一個比方：

假如一塊鏡片面積看做德國國土面積，那麼需要將這塊鏡片打磨得表面，所有坑窪必須控制在1毫米以下。

同時鏡片材質還要做到非常均勻，這就需要高精度機械進行打磨，尺寸調整次數可能高達百萬次以上，這就需幾十年到上百年技術積澱。

而這件工作，只有德國的卡爾.蔡司才幹得了！

所以通過這兩個例子，你就會看到越厲害的機床，加工出來的零件越精細。

日本機床

再回到咱們話題的主角- 日本機床。

著名的"日本東芝機床事件"大家有沒有聽說過。

簡單來說是這樣的，在冷戰時期，日本違背"巴統條約"，以狸貓換太子的方式，向前蘇聯出口了一批此條約明令禁止的數控機床設備，後來又被人揭發了。

而這個設備不是別的，就是高精密的加工船用螺旋槳的數控機床。

前蘇聯在得到這批高精度機床後，潛艇等重工設備的高精度加工水平大幅度提高，尤其是核潛艇的靜音性水平得到了很大的提升，而這讓美國苦心經營幾十年的心血前功盡棄。

我注意到的是，日本在冷戰時期就能生產高端機床了。

而隨著這麼多年的技術發展，現在日本的機床更是處於全球領先地位。其國內的馬扎克、發那科、大隈、天田等品牌，都是機床行業的佼佼者。

就拿日本「蒼龍」號潛艇來說吧，它是一種具備低噪音航行性能的大型柴電潛艇，採用了很多完善的降噪措施。

這裡順便給大家科普下，潛艇的噪音主要有哪些呢？

噪音主要來自潛艇內部機械和推進器。

就比如在每秒10周頻率範圍的噪音，有90%是來自轉動的推進器-也就是螺旋槳，所以要生產旋渦小噪音低、對方聲吶很難探知的先進螺旋槳才可以。

"蒼龍"號它採用的是單軸大側斜七葉片高曲度螺旋槳。

這種螺旋槳的加工難度在哪裡？

就在於它的槳葉側斜角比較大。所謂的側斜角就是，槳轂中心線與槳葉中心線之間的夾角。

理論上只要側斜角大於四十度，螺槳背面水壓變動情況會減少一半，所以大側斜槳對於抑制空泡的產生，是要比普通螺槳理想很多的。

更別提用在潛艇上的是側斜角更大，可以達到了四十度以上，加工更精密，材料更先進複雜的七葉大側斜槳了！

所以要加工這種螺旋槳，就要用到九軸聯動數控銑床才可以。

這種機床有多厲害呢？

在機床行業，一般把數控機床以軸數來劃分標準。

三軸以下的為低檔，三至五軸為中高檔，五軸以上為高檔。一般五軸就可以搞定絕大多數的產品了，九軸那就是高尖端設備了。

舉個例子：

咱們平常的頭髮絲直徑通常是60微米，而一個超高精度機床加工精度能夠達到0.01-0.001微米，也就是能夠達到或接近納米級，小到肉眼根本無法分辨出來。

同時與普通數控機床精度相比，超高精度機床要高出1000倍。

中日機床差距

看完了日本鄰居的機床情況，肯定有朋友想知道，中國機床與日本機床差距有多大？

與發達國家相比，我國機床行業起步晚，發展時間較短，技術相對落後。

國產數控機床多為中低端產品，高端數控機床90%依賴進口，其中日本是主要的進口來源國，約佔三分之一。

從產業成熟度來看，我國高端數控機床與國外的差距在40-60年左右，僅相當於發達國家二十世紀五十年代的水平。

雖然我們已經取得了一定的成績，但是在機床的功能部件上，差距還是有的。

比如軸承，絲杠，數控系統，轉檯，直線電機，力矩電機直驅技術的應用，目前都是用國外的，自己就組裝下，精度還不穩定，同類機床，中國都能做，就是不穩定不好用。

感悟

最後小鯨想說：

裝備製造業，是一個國家工業發展的基石，它直接關係著一個國家的工業生產能力，繼而直接影響到了這個國家的經濟實力和國際地位。

而機床更是一個國家製造業水平的象徵，先進的數控加工設備，對於任何一個國家都是重要的戰略物資！

而一台好的機床，更是需要全產業鏈的共同進步才可以。

同時整個機床產業還需要有一個合理的布局，來實現專業化分工，說大白話，就是各司其職，每個組件要分工明確。

同時機床設備核心技術的研發，沒有幾十年的潛心研究，不太可能會有實質性的成效。要知道誰的技術實力也不是一兩天積累起來的，需要一個長久的過程。

所以這種種一系列問題，值得我們每一個人深深的反思！