汽车制造装备行业分析报告 27页

'汽车制造装备行业分析报告二0一二年八月五日27 汽车制造装备行业分析报告一、汽车制造装备行业简介发展汽车装备具有重大战略意义，一方面，汽车的水平和质量取决于装备水平；另一方面，一个国家汽车工业和一个汽车企业的国际竞争力又取决于装备的先进性和制造成本。正是近年大量先进数控设备的采用，使我国汽车装备整体上进入柔性化时代，才支撑着我国汽车工业的不断发展。目前我国汽车制造装备业总体发展情况：1、汽车是拉动机床市场的主要因素。汽车工业是机床消费的主体，消费了40%的机床。十二五是中国汽车产量跃居世界第一，同时完成由汽车大国向强国转变的关键时期。同时提出2020年达到创新型国家的几个指标，其中技术对外依赖度从目前的70%降低到2020年的30%。如果从十二五到十三五能够达到50%，则汽车工业为国内机床及相关装备制造产业提供超过5000亿元市场。这是我国机床及相关装备制造产业大面积进入汽车产业最好的机遇期。2、汽车企业的生存能力和国际竞争力越来越取决于制造成本。在汽车生产的三大成本中，材料和人力成本不断飙升，而残酷的市场竞争又迫使汽车价格下降。汽车企业的生存能力和国际竞争力越来越取决于制造成本。因而，依赖进口生产线制造中国车的时代已经走到了尽头。汽车企业一方面积极选购合格的国产装备，另一方面迫于国内机床企业不能满足汽车企业需要而自发进行装备自主研发。主要汽车企业对制造装备自主创新有着迫切的需要和高涨的积极性，但国产装备目前不能大范围进入汽车企业主要原因是不能满足成套和可靠等要求。3、汽车是推动制造技术发展的发动机，汽车制造又是制造技术与管理技术相结合的经典。制造技术的发展只能依赖需求来推动，也即市场的驱动。世界制造技术最重要的发明，如流水生产线、数控技术、高速加工、柔性制造、敏捷制造、各种高效制造技术、精益生产等，大都发源于汽车和航空制造业。    我国汽车制造装备市场巨大，将是世界汽车最大市场、最大生产国。按照发展总战略，2020年，我国汽车产量达到1400～180027 万辆，世界第一，并迈向世界汽车产业强国，其标志之一是，拥有先进制造技术和先进制造装备。同时，各汽车企业，特别是零部件企业，为在激烈的市场竞争中求生存，必须不断改进制造技术与装备。可以断言，在我国实现工业化的长时期内，汽车工业将一直是机床消费的主体。    总体来说，合资轿车企业和部分民营企业(如万象集团)汽车装备整体上进入柔性化时代。另外一部分汽车零部件制造企业仍然主要使用普通(非数控)机床生产，造成质量低下，只能够生产低端汽车零部件。二、行业分类介绍汽车制造装备可以分为整车制造装备和零部件制造装备。整车制造装备可以分为冲压自动化生产线（冲压）、车身焊接和装配自动化生产线（焊装）、喷涂自动化生产线（涂装）和整车装配自动化生产线（总装），四者共同构成了整车制造的“四大工艺”。零部件制造装备主要有金属切削机床生产线、精密锻造生产线及制造单元、铸造生产线、激光切割和焊接设备、数控刀具系统等。（一）整车制造装备1、冲压生产线（1）冲压生产线概述目前，汽车行业正在使用的大型覆盖件冲压生产线包括人工上下料冲压生产线、机械手冲压自动生产线、机器人冲压自动生产线、快速冲压生产线（包括单臂快速送料冲压生产线与双臂高速送料冲压生产线）。快速冲压生产线指的是由线首、压力机和传送单元、线尾组成，压机可实现连续运转或单次运转模式，生产效率12SPM及以上全自动换模时间5min以内的冲压生产线。据统计，在轿车的2000余件零件中，冲压件占40％以上。包括车身覆盖件、车身结构件和中小型冲压件。目前，我国轿车生产主要应用自动和半自动冲压生产线。冲压生产线是唯一的国产品占据主导地位的大类汽车装备，但是柔性冲压自动线等先进冲压技术装备的应用与国外存在很大差距。目前国内汽车企业冲压生产线的保有量已达300条，均以劳动密集27 型为主。生产过程的自动化是必然趋势，各汽车制造企业在最近几年将逐步进入自动化改造期。年需求量数十台套。预计，国内企业对大型多任务位压机的需求量将以30%以上的速度增长。到2015年，大、重型多任务位压机市场容量约为1000个标准台，市场容量210多亿元。（2）冲压生产线市场分析汽车装备国产化率长期来只有20%。但是仍然有一些亮点。汽车大型、重型冲压生产线已经为国产品垄断，济南二机床为一汽、二汽、上海大众、重庆长安等提供了70多条，有“中国汽车工业装备部”的别称。依托企业创新平台，济二在引进、消化、吸收先进技术的基础上开展集成创新，进而掌握关键技术，发展拥有自主知识产权的核心产品，培育持久的竞争力。依靠自主创新，因为一汽、东风、奇瑞、吉利、哈飞等几乎所有国产自主品牌的汽车企业所用大型冲压设备均出自二机床（图1和图2为济二生产的冲压机床）。在为汽车企业提供的6大类机床中，济南二机床集团的冲压工艺装备亦是唯一一类不需要进口的装备，目前市场份额约为80%，济南二机床在国内冲压成型设备的市场占有率达到了70%，而高档金属切削机床的国产化程度尚不及30%。凭借强大的自动化产品研发实力，济南二机床成为国内唯一能向汽车制造行业提供大型高档自动冲压线、高档开卷落料线的公司，“JIER”牌机械压力机也成了全国同行业中惟一“中国名牌”产品。2010年，济二为上海通用东岳汽车研制的42000kN全自动双臂快速送料冲压线，1分钟可以冲压15件大型汽车覆盖件，是目前世界范围内最先进的高速冲压线。近年来，济二平均每年自主开发80余种新产品，90%达到国际或国内先进水平。其中，数控冲压设备的主要技术、质量指标达到国际先进水平，牢牢占据中国机床行业排头兵的地位；大、重型数控金切机床的设计、制造技术位居国内前沿；高性能大型高速五轴联动加工中心达到国际先进水平，是国内大、重型五轴联动机床市场化的引领者。济二主导产品的市场占有率令业界同行自叹弗如。大、重型冲压设备国内市场占有率达到80%，并跻身世界三大数控冲压装备制造商行列。27 图1由1台J39-1200型和4台J39-500B型闭式四点单动压力机组成的大型冲压生产线图2J31C-500型闭式单点单动（落料）压力机2、焊接装配线（1）焊接装配线的简介 　在汽车制造工艺里，焊接是汽车装配流水线上一道不可缺少的工序。通常来讲，车身焊接主要有电阻电焊、缝焊、二氧化碳焊等方式。在零件焊接上，应用到的焊接技术还有弧焊、闪光焊、电子束焊、脉冲焊、摩擦焊等等。  汽车工业中，目前先进的焊接技术为激光焊接技术，27 主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。其中激光拼焊是在车身设计制造中，根据车身不同的设计和性能要求，选择不同规格的钢板，通过激光截剪和拼装技术完成车身某一部位的制造，例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺寸精度等好处。而激光焊接主要用于车身框架结构的焊接，例如顶盖与侧面车身的焊接，传统焊接方法的电阻点焊已经逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术，工件连接之间的接合面宽度可以减少，既降低了板材使用量也提高了车体的刚度，目前已经被世界上部分生产高档轿车的大汽车制造商和领先的配件供应商所采用。同时焊接装配线所需要的设备——焊接机器人，目前已广泛应用在汽车制造业，汽车底盘、座椅骨架、导轨、消声器以及液力变矩器等焊接，尤其在汽车底盘焊接生产中得到了广泛的应用。丰田公司已决定将点焊作为标准来装备其日本国内和海外的所有点焊机器人。用这种技术可以提高焊接质量，甚至试图用它来代替某些弧焊作业。在短距离内的与运动时间也大为缩短。该公司最近推出一种高度低的点焊机器人，用它来焊接车体下部零件。这种矮小的点焊机器人还可以与较高的机器人组装在一起，共同对车体上部进行加工，从而缩短了整个焊接生产线长度。国内生产的桑塔纳、帕萨特、别克、赛欧、波罗等后桥、副车架、摇臂、悬架、减振器等轿车底盘零件大都是以MIG焊接工艺为主的受力安全零件，主要构件采用冲压焊接，板厚平均为1.5～4mm，焊接主要以搭接、角接接头形式为主，焊接质量要求相当高，其质量的好坏直接影响到轿车的安全性能。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境。（2）焊接装配线市场车身自动焊装线是我国汽车装备最薄弱的环节之一，几乎全部依靠进口。原因在于国内汽车大多采用传统的电阻焊，其密封性不好，需加装镶条，成本高；而激光焊接能压缩车身结构件本身的体积，减少车身重量，降低汽车油耗。最近几年，不仅合资汽车企业，国内汽车企业也越来越多地采用了机器人自动焊接生产线。国外公司垄断着机器人自动焊接线的大部分市场。如按目前每年新建或改造焊装生产线30条，以平均投资规模计算，引进的总费用为1.8亿美元/年。美国三大汽车集团（通用、福特、克莱斯勒公司）、欧洲汽车制造公司（如雷诺、沃尔沃、奥迪、奔驰和宝马公司）以及日韩汽车制造公司的生产线上均采用了大量的激光焊接机器人。①国内焊接机器人市场领先的国外企业27 全球焊接机器人领域中,市场被三家大企业三分天下，分别是日本欧地希株式会社DAIHEN Corporation（OTC）、日本安川电机株式会社、瑞士ABB集团，其余一些企业分别占据了小部分的市场份额。而国内焊接机器人市场，也大量采用了这三家寡头企业的焊接机器人。汽车焊接主要用的是弧焊、点焊和激光焊,其中弧焊主要采用OTC焊接机器人（图3为OTC几种焊接机器人设备），其优势如下：a、世界唯一保修3年（本体,控制箱,示教盒,操作盒,控制电缆）；b、全中文操作界面,简单易懂,同时可支持6种语言选择；c、工作半径长,标准焊接机器人工作半径可达1.4米或者2米(不包含焊枪)；d、运动速度高,最高可高于同等其他将机器人40%个轴运动速度分别是210°/S,190°/S,210°/S,210°/S,420°/S,420°/S,600°/S；e、高效防碰撞功能，焊枪防碰撞传感器，伺服防碰撞传感器；f、高效防尘，防尘等级大IP54级别；g、电缆内置，有效提高第6轴工作范围（B4机器人独有，其他机器人不具备）；h、内置PLC，可以节省外部PLC(I/O点64个)；i、多种方式链接区域网，I/O接口……j、外部轴同步协调功能，可以在示教盒上操作外部轴，使机器人和外部轴同步动作，来完成复杂焊缝的焊接；k、电弧监控功能，示教盒上能够对焊接电流，焊接电压，送丝负荷等进行监控，与DL350Ⅱ链接时，还可监控飞溅抑制率；l、焊接特性自动调整功能，根据杆伸长长度和使用环境不同，自动调整焊接特性值，使实际焊接电流、电压与设定值一致；m、断弧再起功能，传统机器人焊接过程发生断弧，机器人会紧急停止，我们机器人可以自动恢复到预先设定的再启位置和再启次数等操作。27 图3OTC几种焊接机器人设备而点焊及激光焊主要采用瑞士ABB机器人（如图4），约占国内市场份额的80%，其中神龙汽车有限公司（如图5）所用的机器人全部由ABB公司提供。ABB机器人的优势主要有以下几点：a、六轴联动，灵活运动方便，装配零件方便，夹具更换方便，b、ABB所有型号机器人都可持续地满载荷使用，所有日系机器人最高只能使用满载荷的90%-95%，超出该范围极易发生故障。基于低惯量动态伺服电机的技术，确保ABB机器人优质的惯性曲线，完全排除机器人运动过程中急停或振动等不协调的或多余的动作，保持机器人运行流畅的同时减少故障率，大幅延长使用寿命。c、基于高分辨率光学解码器和柔性齿轮驱动的技术，提供更精确的更多样化的加速度计算模型，实现持续实时调整的最优非线性加速度，保持伺服电机充足且合理的能耗，减少35%以上的能源浪费。85%以上型号的ABB机器人都达到了IP67防护等级。d、程序可写入方便，比一般机器人所能达到的精度高，机器人智能化程度很高，最完善的机器人技术支持和售后服务。27 图4ABB常用机器人图5ABB机器人在汽车制造业的应用②国内焊接机器人市场领先的国内企业武汉法利莱切割系统工程有限责任公司致力于为汽车制造业服务，其不仅为ABB公司在中国提供代理，且自身也在积极研制新产品，27 成功开发了用于汽车白车身激光焊接成套设备、汽车排气管激光焊接生产线、汽车安全气囊面板激光弱化、汽车安全气囊内胆焊接设备、汽车变档套激光全自动切割设备、汽车齿轮焊接设备、汽车轮胎激光切割等系列产品，成为中国第一家以汽车制造激光专业设备而闻名的激光设备制造商。所有产品均能替代进口，质量与技术指标达到国际先进水平。国内自主生产焊接机器人另一家比较有影响的企业——新松公司，该公司给芜湖市汽车工业的龙头企业——上汽集团奇瑞汽车有限公司提供了8台机器人焊接系统，使奇瑞轿车噪声降低4个分贝，产品质量超过了同行业提供的生产线生产的产品。由于可靠的工程质量和完善的售后服务，上汽集团又与新松公司签定了A11、B11底盘件生产线，加长车白车身焊装线，A11车型AGV发动机装配线等供货合同，以组成扩建工程中的焊接和装配生产线。中国第一汽车集团青岛汽车厂，是中国第一汽车集团公司全资子公司，国家大型企业，该厂驾驶室机器人焊装线就是新松公司实施的项目工程，也是第一条由国内企业自行设计、实施的整车厂机器人点焊生产线。由于该生产线的顺利运行，提高了产品的焊接质量和稳定性，降低了劳动强度，提高了生产效率，为客户解决了关键性的技术难题。新松公司充分利用自身的技术优势和行业地位，除了开发具有自主知识产权机器人自动化系列产品外，公司还与国际众多知名的机器人自动化企业形成了紧密的商业合作伙伴关系，紧紧围绕客户需求，公司把国外先进的机器人自动化技术、产品与自身强大的研发设计能力、先进的技术装备与完善的服务体系进行完美整合，充分发挥各自的技术和资源优势，为客户提供完整的技术解决方案和“交钥匙”工程。保证了公司的产品技术水平始终与世界先进水平同步，为广大客户提供最大增值服务，在业界树立了良好的企业形象，形成了以机器人和先进装备为主体的核心技术，从而形成了较强的综合竞争优势和差异化比较竞争优势。3、喷涂生产线（1）喷涂生产线简介喷涂生产线（如图6）主要包括喷漆机器人、电泳、烘干、涂胶以及输送等设备。自动喷涂机是细长条工件的表面喷涂而开发的专用喷涂设备。其自动化程度高、喷涂表面均匀、漆膜厚度控制精确、生产效率高，具有很高的性价比。适用UV、PU、PE、NC27 等多种油漆，配备油漆回收装置。全封闭喷室设计，过滤进排风系统避免了灰尘与杂质的进入，使喷涂表面质量更高。自动喷涂机及配件的类型很多：分2轴、3轴和4轴，根据复杂程度的确定喷漆机的轴数。也分为喷枪，全自动喷涂机，涂胶机，电弧喷漆机，喷胶机，高压无气喷漆机（如SY2200型电动喷涂机），双组份喷漆机，喷漆枪，空气喷枪，气动式双隔膜泵，自动搅拌压力输送桶，静电喷粉设备，新型喷粉设备，火焰粉末喷漆系统等等。自动自动喷涂机的特点：①具有极高的涂装效率。喷涂效率高达每小时500-1200平方米，是传统滚筒施工的10倍以上②具有极佳的表面质量。喷涂涂层平整、光华、致密、无刷痕、滚痕、和颗粒。③能延长涂层使用寿命。高压无气喷涂能使涂料颗粒深入墙体空隙，使漆膜也墙面形成机械咬合，增强涂料附着力，延长使用寿命。④能轻而易举地攻克拐角、空隙和凹凸不平的难刷部位。　⑤能节省涂料。刷涂厚度极不均匀，一般在30-250微米。(2)喷涂生产线市场分析由于国内缺乏将工艺系统、物流系统、信息系统集成为流水生产线的技术，因此涂装线也基本依赖进口。目前我国现有涂装生产线数千条以上，引进的大型涂装生产线几乎占了一半，且每年还要投资新建数百条生产线。我国涂装设备厂合计千家左右，国产产品种类现在几乎覆盖了涂装行业的各部门。我国涂装生产线发展前景十分诱人，但发展中还存在不少问题，主要如下：①设计水平不高。其一是我国在涂装设备研制方面投入不多，很少有先进成熟的涂装设备占领市场，即便是国内自行建设的涂装生产线，生产线上的一些关键设备也是引进为多。其二是我国一些基础元器件及控制组件质量不过关，经受不住长期考验。因此，尽管生产线设计先进，但却无设备的充分保证。同时国内对生产线的投资盲目降低，不能按要求选取设备。由于诸多原因反映出生产线水平不高，牵涉到设计水平变化。实际我国自行设计制造的一些生产线结合国情，工艺及设备水平也不逊于国外的一些生产线，但常为元器件的可靠性和寿命所困扰。27     ②制造水平有限。国内行业布局分散，企业规模一般比较小，综合实力薄弱，在很大程度上依赖于手工操作，所以制造工艺粗糙、技术落后、设备外观拙劣，直接影响了设备的性能指标和使用可靠性，也导致了国内涂装生产线价位低下的局面。    ③使用水平低下。操作人员对涂装知识欠缺，不按操作规程，不按工艺条件，无视操作环境，对环境保护不重视。    ④安全水平堪忧，我国一些涂装生产线由于一次性投资的限制，以及对安全问题的不够重视，有大量的涂装生产线不符合涂装作业安全规程，对照国家涂装作业安全规程系列标准，在防毒、防尘、防火、防爆等方面存在诸多隐患，如何达到综合防护，促进涂装生产线向有利于工人健康、保证安全的方向发展不够重视。目前国外涂装生产线制造的领先企业主要有德国瓦格纳公司、美国固瑞克公司、美国泰坦公司、瑞士ABB集团。其中德国瓦格纳公司在国内的粉末自动喷涂线已经超过200多条，搪瓷粉末的喷涂线更是独占鳌头，拥有80％的市场份额。主要用户包括格力、长虹、青岛海尔、上海大众、浙江中宝铝轮、高压无气喷涂技术主要优势为：施工效率高——喷涂效率高达每小时300㎡以上人力成本低——一台设备将相当于6至7个工人的生产力涂层效果好——平整光滑饱满，无刷痕、滚痕能喷涂较高黏度涂料，无需过度加水压力高，渗透力强，增加涂层与墙体的机械咬合力一次成膜较厚，无需多次喷涂瓦格纳公司的高压无气喷涂设备，性能非常优异。27 图6汽车喷涂生产线27 （二）、零部件制造装备汽车零部件产业是汽车工业的重要组成部分，汽车工业的发展，为汽车配件企业的发展提供了庞大的市场。据统计，2010年中国汽车零部件工业总产值超过1.4万亿元。随着汽车行业的继续高速发展，汽车零部件产业以及汽车零部件制造装备产业也将迎来美好的发展前景。零部件制造装备主要有金属切削机床生产线、精密锻造生产线及制造单元、铸造生产线、激光切割和焊接设备、数控刀具系统等。 1、金属切削机床生产线(1)金属切削机床生产线简介金属切削机床，主要用于对金属进行切削加工。金属切削机床是用切削、磨削或特种加工方法加工各种金属工件，使之获得所要求的几何形状、尺寸精度和表面质量的机床（手携式的除外）。金属切削机床是采用切削的方法把金属毛坯加工成机器零件的机器，它是制造机器的机器，习惯上简称机床。而金属切削机床是使用最广泛、数量最多的机床类别。机床是机械工业的基本生产设备，它的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有机床的数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。    这里分析几种热点金属切削机床：①柔性生产线——FTL（如图7）。由高速加工中心组成。主要用于发动机制造。据不完全统计，目前已经有100余条在我国安装或将安装，单价约2000万美元。其中进口占约90%。主要来自德国、日本、意大利、美国。发动机加工柔性生产线—FTL。由高速加工中心组成，主要用于发动机。据不完全统计，目前已经安装有50条以上，价值5--10亿美元。其中德国、日本产品居前两位，接下来是美国、意大利。27 图7柔性生产线——FTL②双主轴双刀塔多轴数控车铣中心/柔性制造单元（图8）。带有C、Y轴和动力刀头。配备自动上下料装置(含机械手)，并在与物料存储与传送及其自动控制集成的条件下，构成柔性制造单元(FMC)。由于这类设备满足轴类汽车零件“一次装夹完全加工——oneondown”需要，近年已经有数百台至千台投产，其中进口90%。主要来自日本、韩国、中国台湾省等。   还要特别指出，现代汽车零部件越来越采用以车代磨工艺，要求数控车床能够进行强力车削。图8双托盘双刀架立式车削中心③各种数控磨床和专用数控磨床。如：高效、高精无心磨床，配有自动上下料装置(含机械手)，组成磨削单元；高效、高精曲轴和凸轮轴数控磨床，十字轴专用数控磨床等，几乎全部依靠进口。主要来自德国、意大利、瑞士、日本。④模具加工5轴高速床身式/龙门式铣床(加工中心)。这类机床主要特点是速度高、刚性好。其中龙门式加工中心（图9）为扩大工艺性能，还具有5面功能，配备有换头机构，以便满足铣、镗、钻工艺对主轴转速不同的要求。全部依靠进口，已经有超过数百台投产。主要来自德国、瑞士、日本、意大利。27 图9五轴联动数控定梁龙门镗铣床（2）金属切削机床生产线市场分析制造轿车零部件的金属切削机床生产线约70-80%依赖进口。但近年随着国际著名机床厂商将生产转移至我国，以及国内机床企业并购国际著名机床厂商，进口比率正在下降。制造卡车零部件的金属切削机床生产线则以国产品为主。到2014年，中国市场对机床的需求将增长14.2%至3890亿元人民币。这种强劲的增长势头将巩固中国目前作为世界最大机床消费国和生产国的地位。机床在中国的主要市场有工业机械与设备、交通运输设备、初级金属制品和电气电子设备。其中，由于工业机械广泛应用于各工业领域，因而成为机床的最大市场。目前国外金属切削机床领先的制造商主要有：德国的DIGMA、CHIRON、STAMA，日本的大隈，瑞土的MIKRON等。德国的DIGMA机床的优势主要为：人造大理石制成的龙门式结构床身，具有最佳的坚固性和稳定性，出色的阻尼特性，有效地吸收高速运动时的冲击力；所有轴使用直接驱动技术，提供极高的动态性能；预拉伸的滚珠丝杠保证高加工精度；STEP TEC 42000转的电主轴为高速切削提供坚定保障；大开度工作门提供最佳的视野，方便操作人员观察加工过程和上下工件；可连接自动托盘交换系统，实现24小时连续无人自动加工。德国STAMA斯塔玛机床的优势主要为：德国斯塔玛(STAMA)拥有全世界独一无二的双主轴铣车加工中心制造技术，20年前便已开发出世界上首台双主轴加工中心。机床的床身稳定性良好，经过革新的零组件确保了清晰明朗的机床结构和高机械功能，结构设计合理，可提供超高的铣削功率、高精度和强劲的动力。600系TWIN设备的其它优点还在于操作简单，且其带有2个固定铣刀杆的主轴承稳定性非常高。2、精密锻造生产线（1）精密锻造生产线简介精密锻造成形技术是指零件成形后，仅需要少量加工或不再加工，就可以用作机械构件的成形技术，即制造接近零件形状的工件毛坯。精密锻造成形技术较传统成形技术减少了后续的切削量，减少了材料、能源消耗、加工工序，显著提高生产效率和产品质量，降低生产成本，提高产品的市场竞争能力。27 精密化趋势改变能源消耗高、材料利用率低、环境影响严重的弊端，减少废料生产的“净成形”技术是今后的发展方向，尤其是冷温、热精密成形技术、精密冲裁技术、近零冲压技术、激光加工技术与装备的进步将成为精密化的核心。而低消耗锻压行业是材料、能源等各类资源的消耗大户，亦是污染环境的源头之一。精密剪切无屑加工、CAD/CAE/CAM一体化技术、制模高速铣制造技术、特种锻造技术、铸锻复合成形、无损检测技术、激光下板料技术等等，都将有效降低损耗，获得技术经济效益和社会效益最大化。精密锻造成形技术已走过了五六十年的发展，大量优质、高效、节能、省力的精锻技术相继出现，热精锻、温精锻、冷精锻、冷温复合成形、复动锻造、精密辊锻-模锻复合成形等精锻技术得到迅速发展，在国外越来越多地应用于生产汽车变速器、发动机齿轮，在汽车工业中得到广泛应用（轿车重要零件毛坯一直应用锻件）。（2）精密锻造生产线市场分析精密锻造生产线主要设备及介绍如下：①热精锻生产线或制造单元：德国BLM公司热精锻齿轮精度已达DIN6级，节约材料20～30%，机械性能提高15～30%。②冷精锻(冷挤压)生产线或制造单元：美国每年生产冷挤压件100万件以上，80%为汽车零件。丰田1.8升排气量轿车中已有43KG冷挤压件，还有35KG冷挤压标准件。③温精锻生产线或制造单元：工艺特点是材料加热至700～1000℃进行锻造，兼有热锻和冷锻优点。美国温锻件约占精锻件50%。④模锻机/制造单元：汽车零部件锻造毛坯皆属模锻件。其中的模具和上下料装置等为国内薄弱环节。国外还发展了铸造毛坯模锻技术。如，用于生产曲轴、十字轴等，强度大大增加。⑤粉末冶金烧结锻造设备：国外粉末冶金烧结锻造技术有较大发展，粉末锻造连杆重量精度可达1%。⑥内高压成形技术：是制造空心轻体构件的高新技术。内高压成形件质量轻、强度高、零件数量少、焊缝少，在欧美发展很快。⑦27 旋压成形技术装备：旋压成形具有加工精度高、可生产变截面等强度车轮轮辋和轮辐等优点。近年我国汽车锻压设备主要需求是：年产30万辆轿车结构件冲压生产线；连杆精锻、精整、精压生产线。作为汽车产业上游的锻造行业，随着中国汽车制造业的迅猛发展及汽车产业政策的实施，加之发达国家锻造业受成本、全球采购、环境保护的影响，纷纷转移到发展中国家，中国将成为继美国、日本之后的第三大锻造中心，我国的锻造业面临一次极好的发展机会。而目前我国锻造工艺水平低，锻件质量不稳定，废品率较高，尺寸精度和表面质量差，能耗高、污染严重。现有装备技术水平低，能耗高，污染大，材料利用率低。与国外差距巨大，主要依赖进口。根据欧美汽车锻造企业发展的经验，锻造企业将成为汽车零部件供应商，而不会是完全的毛坯供应商，这决定了冷挤压、温挤压、热挤压、热精密模锻、冷精密模锻、闭式锻造等精密锻造技术必然引领中国锻造企业的未来。目前国外精密锻造设备的领先企业主要有德国BLM公司、NATIONAL公司。而在国内精密锻造有显著成绩的企业如昆山正大新成精密锻造有限公司，该公司是泰国奥比科高科技大众有限公司的全资子公司。公司拥有20多年的高品质有色和黑色金属锻造与机加工的经验，生产研发汽车发动机连杆、同步器齿环、倒档拨叉、换档摇臂、汽车空调压缩机齿轮、刹车系统法兰以及空气断路器内部动静接触块等，目前主要为上汽通用五菱、长安福特马自达、上海汽车、奇瑞等汽车主机厂以及施耐德电器公司配套，同时也是吉利、尼桑日产和日野等汽车主机厂的二级供应商。奥比科高科技大众有限公司是泰国汽车制造原装零配件最大的供应商，现有18个子公司、6个合资公司，公司主要生产冲压件、锻造件、注塑件和焊装夹具线等，产品主要供给五十菱、福特、马自达、本田、丰田、尼桑、通用、沃尔沃和戴姆勒-克莱斯勒等客户。 3、铸造生产线(1)铸造业简介将熔融液态合金注入预先制备好的铸型中使之冷却、凝固而获得毛坯或零件，这种制造过程简称铸造，其产品称为铸件。大多数铸件作为毛坯，需要经过机械加工后才能成为各种机器零件，少量近净形铸件可以直接作为机械零件使用。在全球汽车市场转移浪潮中，中国正成为新兴的汽车王国，而铸造业27 是汽车工业的重要支撑工业之一，一直以来与汽车的发展密切相关。近年来汽车业的迅猛发展带动了铸造市场的急速扩大，并赋予其广阔的发展前景。而今，随着汽车制造技术的发展，铸造件也面临新的技术挑战，铸造行业结构正发生巨大变化。汽车铸件向轻量化、薄壁化、精确化、强韧化方向发展已成必然趋势。目前在汽车零部件铸造中，只有少量国产化，主要还依靠进口，汽车零部件的需求对于本土铸造业来说，蕴藏着巨大的机遇、发展空间和挑战。（2）我国铸造装备的应用情况：①造型设备采用自动造型生产线用于铸造生产，不仅可以提高生产效率和产品质量，更可改善劳动条件和生产环境，效果是非常明显的。近几年来，自动造型生产线增加较快，主要有三个特点：首先，采用自动造型生产线的企业不再仅限于大型骨干铸造企业；其次，国产的自动造生产线已开始可以稳定地供应装备铸造企业了。但在全部自动生产线中国产的仍然是少数，且低档次的较多；第三，自动造型生产线已经不少了，但能按照生产线设计能力充分发挥作用的铸造企业还是少数，既存在还不能充分掌握运用自动造型生产线的问题，也有其他工序不能与生产线的能力和节拍有效匹配的问题。②制芯设备近几年制芯设备发展迅速，已从单机作业发展到多工序的机械化，进而发展到自动生产线。制芯设备发展的趋势是自动化程度越来越高，正逐步向采用机器人作业、组成自动化制芯单元的方向发展。近年来，我国铸造厂制芯装备及制芯技术水平得到大幅提高，单就国内顶尖制芯设备水平而言，由于国内整体工艺水平和工业基础的大幅提高，虽与国外制芯设备在运行可靠性等方面仍存在距离，但现在差距已大大缩小。目前国内铸造厂除机器人制芯中心仍以选购国外设备为主外，其余制芯设备基本选购国内制芯设备生产厂家的产品。③熔炼设备目前国内外采用中频感应电炉熔炼非常普遍，感应电炉是目前铸造厂常用的熔炼设备，按电源频率可分为高频炉（＞10000Hz）、中频炉（50～10000Hz）和工频炉（50Hz27 ）三类；按工艺目的可分为熔炼炉、保温炉和热处理设备等。常用的感应电炉习惯上归纳为有芯感应熔炼炉、无芯感应熔炼炉、真空感应熔炼炉和感应淬火设备等。其发展方向是：提高比功率，实现电效率和热效率的双高与快速熔炼；功率连续可调，以适应不同升温和保温条件的需求；采用变频技术；双供电；动化管理，实现编程作业等。④节能、环保设备我国的铸造业在节能环保方面的投入还很少，除少数企业配备完善的环保设备外，多数企业没有配备环保设备或环保设备相当简单，铸造厂用于环保投资占整个铸造厂设备投资的5%～8%（工业发达国家一般是20%～30%）。铸造专用的除尘设备、旧砂再生设备、浇注烟气处理设备、炉料准备设备及余热再利用设备的应用等起步较晚。（3）铸造生产线市场分析长期以来，汽车工业稳居铸造工业的最大市场，近年来我国汽车工业的发展也不断拉动铸造工业进入一个全新发展期。随着我国汽车市场潜力的释放，世界汽车工业的重心正向中国转移，我国汽车零部件铸造市场前景广阔。预计我国汽车总产量到2015年达到1500万辆左右，以均价12万元售价计算，全车配套件一般在8万元左右，则新产汽车配套零部件铸造市场规模在2015年将达到1.2万亿元左右。我国汽车零部件铸造装备、尤其是高端铸造装备与国外差距巨大，主要依赖进口。近几年我国许多铸造企业购置了国际上先进的铸造装备，在中国的很多地方都可以看到DISA230、FMEFA—SD6造型线、多功能制芯中心和智能机器人等世界一流的现代化铸造装备。但从总体上来讲，我国的铸造装备仍比较落后，铸造生产的机械化、自动化、信息化水平较低，缺乏节能、环保设备。随着国民经济的不断发展，近年来对铸件的要求越来越高，特别是汽车发动机缸体、缸盖类铸件，不仅要求材质好，而且还要求尺寸精度高、表面光法、重量轻。为此，作为影响铸件质量的关键工部、造型工部，纷纷采用新的工艺和设备，以满足铸件质量和产量的要求。据不完全统计，我国引进的高压造型线、气冲造型线、静压造型线已有60条左右；国内自己设计制造的高压造型线、气冲造型线已有70余条。27 从使用情况来看，这些造型线确实为我国的铸件产量和质量的提高起了很重要的作用，但与我们的希望来比，还很不够。进口线的实际生产率一般在设计能力的50--80%，国产线现在使用的估计只占50%，而在这50%中，开动率也较低。而大吨位铸造机/制造单元(铝合金铸件)依靠进口。目前国外领先的铸造设备生产商为加拿大威斯卡特工业装备有限公司、西班牙洛拉门迪公司。西班牙洛拉门迪公司（Loramendi）是目前世界上最著名的铸造设备设计和制造供应商之一。公司主要产品有LORAMENDI全自动无箱6080D造型线、LORAMENDI全自动制芯机、LORAMENDI自动锁芯生产线等。4、激光切割和焊接设备（1）激光切割和焊接设备简介激光切割和焊接包括切割和焊接设备，其中焊接设备已在整车制造装备的焊接装配线中有详细介绍，这里主要介绍激光切割设备。 激光切割是一种高能量密度可控性好的无接触加工。它将激光束聚焦成最小直径可小于0.1mm的光点，使焦点处的功率密度可超过107W～108W/㎝2，被照射的材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成小孔。随着光束与材料相对线性移动，使小孔连续形成宽度约0.1mm的切缝。切割时还加与被切材料相适应的辅助性气体，以加速材料的熔化、吹走熔渣或保护切缝不被氧化。与传统的板材切割方式相比，激光切割有明显的优势。它切割速度快，生产效率高；切割质量好、切缝窄；材料适应性好，无刀具磨损；不管是简单还是复杂零件，都可以用激光一次精密快速成形切割；自动化程度高、操作简单、劳动强度低，没有污染；生产成本低，经济效益好；该技术的有效生命周期长。（2）激光切割和焊接设备市场分析前几年，国内在销的激光切割机大部分为国外进口产品，国内产品所占份额甚小。随着用户对激光切割技术特点的逐步深入了解和示范性采用，带动了国内企业纷纷转向生产激光切割机（图10）。如产量最大的生产企业为冠钧激光设备公司，年订货已超过100余台，在全球产量排序为第8位。目前美国、欧洲等地区正在进行大功率光纤激光工业加工设备的开发,正在开发的有2KW、6KW27 输出的工业级光纤激光器的加工设备的二次开发。我国已开发出了中小功率系列工业光纤激光设备,但大功率光纤激光器工业加工应用尚是空白。目前美国最大的两个激光公司分别是相干公司和光谱物理公司，他们占美国激光公司总销售额的40%以上。而在欧洲地区激光产业发展最快的是德国，特别是激光材料加工方面处于世界领先的地位。德国企业（主要是Rofin-sinar激光公司、Trumpf激光技术公司、Haas固体激光公司、LambdaPhysik公司等）几乎占了世界市场40%，处于世界领先地位。图10汽车零部件激光切割机图11生产线中集成的激光加工设备5、数控刀具系统（1）数控刀具系统简介数控刀具是机械制造中用于切削加工的工具，刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响零件的加工质量。由于数控机床的主轴转速及范围远远高于普通机床，而且主轴输出功率较大，因此与传统加工方法相比，对数控加工刀具（图11）27 的提出了更高的要求，包括精度高、强度大、刚性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定，安装调整方便。这就要求刀具的结构合理、几何参数标准化、系列化。数控刀具是提高加工效率的先决条件之一，它的选用取决于被加工零件的几何形状、材料状态、夹具和机床选用刀具的刚性。   现代轿车零部件和模具加工已经高速化。对刀具提出很高要求。采用整体硬质合金刀具、硬质合金涂层刀具(包括化学涂层CVD、物理涂层PVD)，陶瓷刀具，CBN刀具，聚晶金刚石(PCD)刀具，烧结压层刀具等。同时，对高速切削刀具的监测工具、刀具系统的连接工具、高速回转的刀具系统动平衡技术设备等也提出很高要求。 目前汽车制造业的机械加工所使用的刀具主要是超硬刀具材料,如加工高强度铸铁件，一般采用CBN、SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具材料制作的刀具，铣削速度可达2200m/min；加工高硅(Si)铸铝件采用PCD、超细硬质合金刀具加工，其铣削速度也可达到2200m/min，钻、铰削速度分别可达80m/min和24m/min;加工精锻结构钢件采用SiN陶瓷、Ti基陶瓷及TiCN涂层刀具加工，其车削速度达200m/min。此外，在加工各种精锻钢制齿轮时，则采用高钴(Co)粉末冶金高速钢。其表面涂复TiCN的高速钢整体滚刀、剃齿刀，内、外表面加工的各类拉刀，其滚削速度为110m/min,剃齿切削速度为170m/min，拉削速度为10～25m/min。    需要指出，现代轿车零部件加工生产线，采用“智能刀具(SmartTools)”——为特定零件加工设计的一系列专用高效刀具。同时，国际著名数控刀具供应商，还同时提供高速切削套装软件包、刀具使用(更换、重磨)服务等“整体解决方案”。图12数控刀具27 （2）数控刀具市场分析为了优化生产,提高质量和效率,汽车行业对刀具的加工效率和使用寿命提出了非常苛刻的要求。同时,由于采用流水线作业,为了避免因换刀导致整条生产线的停机、造成巨大的经济损失,所以通常采用强制性的统一换刀的方式。这对刀具质量的稳定性,也提出了独一无二的高要求。由于进口刀具使用寿命长、加工效率高、质量稳定性好、加工精度高等明显优势，国内汽车零部件的数控刀具，主要依靠进口。国外的刀具公司均看中了中国这个大市场，国际上著名的刀具和刀辅具公司及其产品几乎都进入了中国，瑞典山特维克SANDVIK携旗下Coroman、Titex、Walter等公司，德国的Mapal、laitz、Guhring，以色列的Iscar，日本的OSG、大昭和等，美国的Valinite、Ingosoll等。瑞典山特维克SANDVIK刀具：世界第一大刀具厂商，其产品包括：车销、铣销、钻销、刀柄等系列，汇聚了世界上各种优秀烧结刀具，组成最强的刀具质量，最优的产品体系，最强的配刀方案，最高的市场占有率。车销系列：1、负前角车削——负前角车削 - T-MAX P 用于外圆加工。刚性夹紧（RC）刀柄，易于使用，有优良的性能和可重复性，也可用于脏的环境中。为钢、不锈钢和铸铁车削进行优化的专用刀片。 2、正前角车削 正前角刀片 - CoroTurn 107这种系统主要用于小的、细长零件的外圆车削和小到中直径（16-75 mm）孔的内圆加工。每小时加工的零件更多；正前角刀片 - CoroTurn 111 这种刀片是为钢、不锈钢和铸铁车削而专门设计和优化的。它的切削力很小，降低了振动，有极高的可达性。 3、Swiss刀具用于自动滑动刀架加工的刀具；Swiss刀具适用于细长零件的加工。其标准系列由车削和切断工序用的刀具组成；有G公差的UM刀片是这些领域的首选，它针对这些领域的应用进行了优化，这种刀片采用新牌号制成。此系列由有小球头和锋利切削刃（具有降低振动与易于切削的正前角槽形）的刀片组成。它在断屑和表面质量方面也有着极佳的性能。 4、切断与切槽 CoroCut 单刃和双刃卓越的稳定性 ；经优化设计的刀片座可以抵消来自两个方向的高轴向力 ；同一刀柄可以用于单和双刃刀片 ；T-MAX Q-Cut 刀具设计紧凑 ；内仿形切削可高达90度 ；中性刀具可以用于一般需使用左手和右手型两种专用刀具的地方。钻销系列：浅孔钻削，深孔钻削浅孔钻削：浅孔产品系列由三种高生产率刀具组成：可乐满U钻，CoroDrill Delta-C钻和可乐满Delta27 钻；深孔钻削：深孔被定义为有大的孔深与孔径比的孔。深孔钻削是钻削孔深为10到150倍孔径的孔时优先采用的方法。山特维克可乐满公司可提供在很大直径范围内的，深度最大为150倍直径的深孔钻，这些钻具有排屑器和STS系统。使用独特的CoroDrill 800钻，可将生产率提高一倍。三、可切入的领域的分析“十二五”是中国汽车产量跃居世界第一，同时完成由汽车大国向强国转变的关键时期。同时提出2020年达到创新型国家的几个指标，其中技术对外依赖度从目前的70%降低到2020年的30%。如果从“十二五”到“十三五”能够达到50%，则汽车工业为国内机床及相关装备制造产业提供超过5000亿元市场。这是我国机床及相关装备制造产业大面积进入汽车产业最好的机遇期。（一）冲压生产线冲压生产线是唯一的国产品占据主导地位的大类汽车装备，目前整车制造冲压生产线已国产化，济南二机床集团在国内冲压成型设备的市场占有率达到了70%，凭借强大的自动化产品研发实力，济二平均每年自主开发80余种新产品，90%达到国际或国内先进水平，数控冲压设备的主要技术、质量指标达到国际先进水平。结论：可切入。（二）焊接生产线（包括激光切割和焊接设备）目前车身焊接生产线是我国汽车装备最薄弱的环节之一，而整车制造及零部件制造所用的焊接生产线几乎全部依赖进口，国内焊接机器人领域中的市场份额被三家大企业三分天下，他们是日本欧地希株式会社（OTC）、日本安川电机株式会社、瑞士ABB集团。而激光器主要由美国的相干公司和光谱物理公司，德国的Rofin-sinar激光公司、Trumpf激光技术公司提供的，这些公司所提供的设备均是世界上最先进的，市场占有率比同行业公司高出很多。结论：可切入。（三）喷涂生产线27 目前国内汽车整车及零部件涂装线基本依赖进口，国外领先企业主要有德国瓦格纳公司、美国固瑞克公司、美国泰坦公司等。喷涂生产线大量采用工业机器人，而机器人在汽车零部件装备中应用广泛。结论：可切入。（四）金属切削机床生产线目前轿车零部件装备金属切削机床生产线金额的约70-80%依赖进口，随着国际著名机床厂商将生产转移至我国，以及国内机床企业并购国际著名机床厂商，但是进口比率正在下降。制造卡车零部件的金属切削机床生产线则以国产品为主。目前国外金属切削机床优秀制造商有德国的DIGMA、CHIRON、STAMA，日本的大隈，瑞土的MIKRON等。结论：不可切入。（五）精密锻造生产线目前精密锻造生产线主要设备国内外差距巨大，主要依赖进口，国外领先企业主要有德国BLM公司、NATIONAL公司，国内领先企业有昆山正大新成精密锻造有限公司等。由于博亚公司有精密精整设备产品的基础，进入该行业也较为容易。结论：可切入。（六）铸造生产线我国汽车零部件铸造市场前景广阔。预计我国汽车总产量到2015年达到1500万辆左右，以均价12万元售价计算，全车配套件一般在8万元左右，则新产汽车配套零部件铸造市场规模在2015年将达到1.2万亿元左右。我国汽车零部件铸造装备、尤其是高端铸造装备与国外差距巨大，主要依赖进口。近几年我国许多铸造企业购置了国际上先进的铸造装备，在中国的很多地方都可以看到DISA230、FMEFA—SD6造型线、多功能制芯中心和智能机器人等世界一流的现代化铸造装备。但从总体上来讲，我国的铸造装备仍比较落后，铸造生产的机械化、自动化、信息化水平较低，缺乏节能、环保设备。结论：可切入。（七）数控刀具系统目前27 国内汽车零部件的数控刀具，主要依靠进口。国际上著名的刀具和刀辅具公司及其产品几乎都进入了中国，瑞典山特维克SANDVIK携旗下Coroman、Titex、Walter等公司，德国的Mapal、laitz、Guhring，以色列的Iscar，日本的OSG、大昭和等，美国的Valinite、Ingosoll等。公司在制造业发展多年，对刀具原理应该十分了解，切入应该是比较容易的。结论：可切入。27'