我国机床行业发展历程中若干重要里程碑(一)
本文作者
李冬茹
中国机械工业联合会原副秘书长兼科技工作部主任、奖励办公室主任
简 述
工欲善其事,必先利其器。机床是制器之器,是“工作母机”,是工业文明的核心 , 是国家制造能力的重要载体,国际上定义为“Machine Tool”。
马克思在《资本论》中指出:“大工业必须掌握它特有的生产资料,即机器本身,必须用机器生产机器。这样,大工业才建立起与自己相适应的技术基础,才得以自立。”
1958年9月 , 毛泽东同志在最高国务会议讲话中提到:“机械里头有个工作母机,什么矿山、什么炼油、什么电子、什么化学、什么建筑、什么农业、什么交通运输,这些机器都要有个工作母机,无非是车、铣、镗、刨、钻之类,这些东西是根本的。”
世界机床生产有200多年的历史。从18世纪到19世纪中叶,第一次工业革命促进了英国机床技术的发展,使其成为世界上最早生产机床的国家,英国的机床制造技术强,技术水平高,产量也最多。到了 19 世纪,美国吸收了英国机床设计制造技术的优点,特别是在大量、大批生产的汽车工业中,陆续创造出许多高效自动化机床,后来居上。
美国在20世纪50年代先后制造出第一台数控机床、加工中心,60年代制造出柔性制造系统FMS,70年代研制出计算机集成制造CIM,直到80年代美国机床工业一直处于领先地位。20世纪80年代以后,日本机床工业,特别是数控机床处于领先地位,直至2002年,其机床产值第一位被德国取代。
第一章
我国机床发展的历史足迹
1.1 我国近代机床制造业启蒙
旧中国没有机床产业,只能零星地生产几种简单的机床,产量也很少。
1867—1904年,江南机器制造总局(中国船舶集团江南造船(集团)有限责任公司前身)为装备自身生产了车床、刨床、锯床、铣齿机、卷板机、蒸汽锤和夹板锤等,累计制造机床约300余台。
1877年,上海发昌机器厂(1900年因经营困难被英商耶松船厂兼并)曾生产过少量车床和汽锤,这是我国近代工业区别于手工业作坊的开始。
1910年,江南机器制造总局为装备自身生产了车床、钻床、刨床和铣齿机约60台。
1915年,上海荣昌泰机器厂(抗战时期消亡)制造了仿英 4 呎车床,是我国第一家制造车床的专业厂。
1918年,上海王岳记机器厂(抗战胜利后品牌消失)制造了我国第一台3号万能铣床。
1926年,上海丰泰机器厂(抗战时期消亡)和福昌祥机器厂分别制造了1号和2号铣床。
1936年,培源铁工厂(原新中工程公司前身,后并入上海柴油机厂)开始生产3吨、8吨开式压力机。
上海明精机器厂(原上海第二机床厂前身)从创建初期以修理和仿制印刷机为主,1936年转产6呎、8呎皮带车床,1940年开始仿制镗床、铣床等,1942年生产了齿轮传动的车床,1949年生产D、F型6呎皮带车床72台。
1936年,国民党国防部设计委员会于湖南湘潭创办中央机器厂(昆明机床厂前身),1938年5月迁往昆明,定名中央机器厂昆明分厂,后又改名为昆明机械厂;1942年7月改组后,曾生产6呎、8呎皮带车床,立式钻床,万能铣床,以及铣刀、丝锥、滚刀和块规等量刃具,1949年生产车床33台。
沈阳第一机床厂(沈阳机床前身之一)始建于1935年,原名满州工作机械株式会社,1941年改名为满州三菱机器株式会社,当时主要生产矿山机械、化工机械、木工机械等;1945年抗日战争胜利后改名经济部沈阳第四机器厂;1948年沈阳解放后定名为沈阳第一机器厂;1949年制造了新中国第一台六尺皮带车床,产量103台。
抗日时期,我党在解放区,由沈鸿同志(中国科学院学部委员,时任延安“茶坊兵工厂”总工程师)领导下,自行设计生产了小型车床、铣床、刨床、钻床等设备300~400台。
1949年时,只有上海、沈阳、昆明等一些机器修配厂兼产少量皮带车床、刨床等近10个品种,当年金切机床产量为1582台,其中简易车床占50%以上。1949年底全国拥有金切机床9.5万台。
1.2 新中国机床工具工业从无到有,迅速发展
新中国成立后至今,我国机床产业经历若干重要里程碑,包括:对公私合营和政府接管的原有机床厂进行投资改造,规划产品发展方向,统筹布局,确立企业专业分工;国家156项重点建设项目及扩大技术改造,形成机床行业骨干企业队伍;大力发展大重型机床和高精度精密机床,满足国家建设和国防工业急需;组织全行业为二汽建设提供成套国产化装备;通过三线建设,完善了我国机床产业的区域布局等。
(1)三年经济恢复时期(1949—1952年),通过国家对少数工厂进行投入,迅速形成生产能力。
建国后,我国政府通过对接管的部分工厂进行技术改造,投入资金0.62亿元(约占当时民用机械投资的25%),购置设备和维修厂房,迅速形成了生产力。到1952年底,国产金切机床品种达到30种,年产量达到1.37万台;锻压机械产量0.11万台,刃具180万件。标志着我国由机床修配业向机床制造业开始转变。
(2)第一个五年计划时期(1953—1957年),我国重点建设和改造了一批机床和工具厂,为新中国机床工业的发展奠定了基础。
1952年5月,中央重工业部确立了专业分工思路,按着“变万能修配厂为专能机床厂,全国专能机床厂联合再形成万能机床”的规划,对全国现有机床制造工厂的产品发展方向和生产范围作了初步规划。到1953年,根据苏联专家的建议,按“全国一盘棋”统筹布局的精神,确定了18个机床厂的专业分工与发展方向(即“十八罗汉”),对中国机床工业发展的影响巨大,具体分工见表1。
表 1 “十八罗汉”机床企业及专业分工(1953年)
(3)通过国家 156 项重点建设项目及技术改造,机床行业重点骨干企业队伍基本形成。
“一五”期间,我国政府批准苏联等社会主义国家援助建设156项全国重点工程,涵盖煤炭、钢铁、化学、装备制造、航空、电子及船舶等重工业,其中具体实施150项,后来下马3项,在“二五”期间建成3项。同期,我国政府也安排了694个限额以上建设项目。通过大规模建设,使我国在短时间内建立起较完整的工业体系,为我国工业的发展奠定了坚实的基础。
在苏联援建我国的156项重点建设项目中,机床工具行业有三项,即改建沈阳第一机床厂、新建哈尔滨量具刃具厂和武汉重型机床厂。另有东德援建一项,即新建第二砂轮厂。
①改建沈阳第一机床厂。1952年,沈阳第一机床厂被列入国家156项重点项目计划,1953年开始实施全面改建,投资6113万元(旧币),引进苏联机床制造和管理技术,1955年底改建完成,当年自主研制出C620-1卧式车床(被印在第三套人民币贰元面值上)。到1957年,沈阳第一机床厂的车床产量达到2540台,被《人民日报》誉为“我国第一座新型的工作母机制造厂”。
沈阳第一机床厂大门
工厂俯瞰图
生产车间
第三套人民币
C620-1卧式车床
②新建哈尔滨量具刃具厂。从1953年开始建设哈尔滨量具刃具厂(简称“哈量”),1955年1月建成投产,主要生产量仪、量具、量规和通用刃具,成为我国最大的综合性工量具制造企业,是我国锥度规的副基准单位,被称为“共和国工具制造业的骄子”“中国工量具制造业的摇篮”。1956年,一机部决定按照哈量的工厂建设图纸,在成都翻版建设同等规模、生产同类产品的成都量具刃具厂(简称“成量”)。哈量和成量的建成,奠定了我国工量具发展的产业基础。毛泽东、朱德、刘少奇等中央领导同志先后视察过成量。成量于1989年上市,是我国工具行业第一个上市公司,后股改退市,现为民营企业。
哈量主楼
哈量建成验收大会
哈量生产车间
成量主楼
③新建武汉重型机床厂。1956年4月,武汉重型机床厂(简称“武重”)正式破土动工,占地1200亩,总投资1.31亿元。工厂建设初期,一机部从广东、沈阳、齐齐哈尔、上海、重庆、南京和济南等地20多个部属工厂抽调858名工程技术骨干支援建设。1958年9月,武重建成投产,生产纲领为年产5个系列17个品种的重型机床,是我国重型和超重型机床制造的龙头企业。在建期间和投产后,一直受到中央的高度重视,毛泽东主席曾两次作出重要指示,朱德、董必武、邓小平、陈云和李先念等国家领导人到厂视察并作指示。
武重建厂时大门
工厂俯瞰图
国家领导人视察工厂
Φ16米立车
④新建第二砂轮厂。由民主德国援建的第二砂轮厂(简称“二砂”),1954年开始选址筹建,1956年动工兴建,占地845亩,投资1.5亿元,设计生产能力年产磨具1.2万吨,磨料2.2万吨,砂布砂纸0.12万吨,金刚石砂轮5万克拉(1万克),计划1960年建成投产。由于后来的政治和经济等原因,历时十年,二砂于1964年底建成投产,主要生产刚玉磨料、陶瓷砂轮和树脂砂轮、人造金刚石及砂轮、涂覆磨具,是当时亚洲规模最大的综合性磨料磨具生产企业。二砂最为独特的是工厂包豪斯风格的建筑群,其具有高度的稀缺性和历史文化意义,其中27号陶瓷砂轮制造车间占地7.4万平方米,是当时全国最大的单体建筑厂房。二砂于1993年在深交所上市,是我国砂轮行业第一个上市公司。2006年12月股改退市后,成立白鸽磨料磨具有限公司,现进入国机集团国机精工股份公司。
工厂俯瞰图
德国包豪斯风格厂房
陶瓷砂轮车间
国家领导人视察
与此同时,1956年一机部二局对昆明机床厂、重庆机床厂、长沙机床厂等20余家机床工具企业进行技术改造,补充设备和计量仪器。到1957年底,全国已有机床工具厂34家,其中骨干企业26家,包括机床厂18家、工具厂4家、附件厂2家、砂轮厂2家、企业概况见表2。
表 2 1957年一机部直属骨干机床工具企业概况
“一五”期间,从规划18个机床厂的产品分工,到国家“156”项重点工厂建设,并分期分批对27个机床厂、工具厂、砂轮厂、机床附件企业厂进行技术改造,为新中国机床工具工业的发展奠定了基础。
到1957年底,全国累计生产通用机床204种,年产量达到2.8万台,锻压机械0.29万台,刃具1156万件。
(4)大力发展大重型机床和超重型机床,满足国家建设急需。
“二五”计划(1958—1962年)开始,随着国家建设的深入发展,迫切需要大型和重型机床。1958年9月,被列为国家156项重点建设项目之一的武重建成投产,该厂生产纲领为年产5个系列17个品种的重型机床,开始扭转我国重型机床主要依靠进口的局面。目前主导产品有大型立式车床、重型卧式车床、卧式铣镗床、落地式铣镗床、龙门镗铣床、龙门铣刨床、大型滚齿机和旋压设备等12大类30多个系列的200多个品种,先后为国家能源、交通、机械、航空、航天和军工等行业提供了万余台(套)重大设备,其中W029强力旋压机打破了国外技术封锁,是航天工业的关键设备;Φ16米立车被誉为“共和国当家设备”。
同期,一机部二局重点建设北京第一机床厂、齐齐哈尔第一机床厂、齐齐哈尔第二机床厂和济南第二机床厂等,生产大型和重型机床。至1970 年,全国共生产大型机床2869台。后通过建设济南第二机床厂重型锻压厂房和武汉重型机床厂超重型机床加工装配厂房等措施,增加重型机床的生产能力。
到1979年,大重型机床产量达到7161台,比1976年翻了一倍。
(5)开展了高精度精密机床攻关,解决国防军工企业的急需。
“二五”计划期间,随着我国经济发展和国防军工建设的需要,急需发展高精度精密机床。1958年上海机床厂试制成功Y7125和Y7131齿轮磨床、Y7520W螺纹磨床;昆明机床厂试制成功T428坐标镗床,沈阳第一机床厂、北京机床研究所等陆续研制出几种高精度精密机床,但品种少产量底,技术水平不高,不能满足急需。
1960年,国务院召开了高精度精密机床会议,成立由相关部门领导组成的中央6人领导小组(时任国务院副总理李富春任组长),组织开展“高精度精密机床战役”,一是购买一批国外高精度精密机床(如坐标镗床、精密磨床等),满足军工企业制造需求;二是组织上海机床厂、昆明机床厂、北京机床研究所等开展引进国外样机的性能试验;三是建设上海机床厂、昆明机床厂、北京精密机床零件厂、武汉重型机床厂的生产精密滚齿机恒温车间,改善精密机床生产条件,增加关键加工设备与检测仪器,使我国高精度精密机床的生产能力有了迅速的提升。该战役计划1960—1970年间发展46种高精度精密机床,1970年年产量达到700~800台。
同期,一机部二局决定在河南三门峡市建立中原量仪厂,1965年1月开始建设,由哈尔滨量具刃具厂提供成套技术和人员支持,引进日本东京精密株式会社的气动、电动量仪成套技术,1967年5月建成投产。主要生产气动、电感量仪等,为精密磨床配套。
到1975年,我国高精度精密机床品种达到66种,产量达2000台,并有些品种达到或接近当时世界先进水平,例如上海机床厂的MGB1432高精度万能外圆磨床、昆明机床厂的T42100双柱坐标镗床、无锡机床厂的高精度內圆磨床、沈阳一机床的高精度磁盘车床和系列超精车床、北京机床研究所的JCS001千分尺螺纹磨床、SB722半自动丝锥磨床、G788S滚刀铲磨床等。此外北京机床研究所还研制出基准金属刻线尺和经济线纹尺,为坐标镗床等提供基准元件,研制出“0”和“00”级高精度滚珠丝杠副等精密配套件。
“二五”计划期间,由地方省(市)自筹资金组建和改建了13个中小机床厂,由行业骨干机床厂对口帮助改造了一批地方机床厂。
1962年全国年产金切机床25万台,锻压机械3900台。
尤为值得一提的是,在精密和超精密机床领域,我国机床行业产生了两位院士。
徐性初院士
徐性初院士:历任北京机床研究所精密部主任、所长,长期从事精密计量及精密量仪研制、精密加工及超精密机床设计及制造工作,解决了一系列实际应用中的关键技术问题。主持研制了我国第一台一米纵动光电比长仪、以激光波长为基准的刻制一米光栅和磁栅母机;开发了超精密机床及超精密加工技术,先后研制成功超精密车床、超精密铣床及高精度圆度仪等;主持研制了高效率超精密机床、能轻触定压超精定位的刃磨钻石设备等,为我国精密加工科学技术的发展与应用做出了重要贡献。曾获国家科技进步一等奖、国家有突出贡献中青年专家称号。1993年当选为中国科学院学部委员(中国科学院院士)。
周勤之院士
周勤之院士:历任上海机床厂磨床研究所主任、厂总工程师(2006年以后任东华大学机械工程学院教授),是一位从工厂走出去的磨削机床专家,他作为我国静压轴承开创人之一,开发的动静压轴承在高精度外圆磨床用卡盘夹磨工作圆度<0.08微米,为当时的国际最高水平;试验开发出镜面磨削外圆磨床,开创我国镜面磨削先河;在精密分度技术、接长丝杆技术、双薄膜反馈双边随动阀、磁分度技术、电子全闭环磨齿机、平面智能研磨技术等方面分别达到世界先进水平和领先地位,为我国高精密加工技术的进步做出了重大贡献。曾获国家科技进步二等奖、国家发明三等奖、上海市发明一等奖,获全国先进工作者、上海市劳动模范等称号。1995年当选中国工程院院士。
(6)为二汽建设提供成套制造设备。
1966年初,为满足建设中国第二汽车制造厂(简称“二汽”)所需的各种高效、精密、大型、专用的自动化设备和自动产线,一机部二局成立了“二汽装备战役”办公室,制定各种规划,动员全行业机床工具企业,组织设计开发与制造,研发出一批新装备。从1966年初开始,到二汽建成投产,机床行业数年时间共为二汽提供了369种7664台高效、专用、专门化机床设备,包括34条组合机床自动线、6条回转体自动线。其中,1971年,济南第二机床厂为二汽发动机厂(49厂)研制成功的J2-035型缸体平面拉床,装有1784把拉刀可同时加工,平均70秒可高效拉削完成缸体五个面的所有加工面,被二汽视为“国宝”设备。该机床1978年被授予国家科技进步二等奖。按数量计,满足二汽装备的96%;按价值计,占二汽设备投资的80%。通过二汽装备战役,大幅提高了我国机床工业的水平。
J2-035型缸体平面拉床
二汽第一辆卡车下线
(7)宁江机床厂率先转变观念,开创机床走向市场的先河。
改革开放前,机床作为重要的生产资料,一直是国家统配物资。每年根据国内重点企业需要的品种和数量,由国家计划部门对相关机床厂下达生产计划,企业按计划生产出来后,由国家物资部门统一分配。
1979年,国家计划下给达宁江机床厂生产纵切自动车床计划为314台,但销路只有165台,这使得本就生产不饱满的宁江机床厂置于困难境地。万般无奈下,1979年6月25日,宁江机床厂在《人民日报》上刊登了直接承接国内外用户订货的广告。广告刊出后,一个月内就接受订货700台,1979年完成纵切自动车床405台并全部销出,比计划超额29%;1980年产量比1979年增长71%,1981年又比1980年增长77%。1979年8月5日《人民日报》发表了评论员文章。
宁江机床厂在《人民日报》上刊登广告,这是新中国成立以来全国第一个生产资料广告,突破了生产资料不能作为商品的禁区,具有划时代意义,开创了我国机床走向市场的先河。
宁江机床厂在《人民日报》上刊登广告
第二章
“三线建设”调整和完善了
我国机床工具产业布局
“三线建设”是我国在1964—1980年进行的一项重大战略工程,是我国特定历史时期的战略决策,旨在应对国际形势变化,加强国防和工业基础。通过工业布局调整,将东部沿海的工业设施向西部转移,重点建设国防、科技、工业和交通基础设施。三线地区划定为西部内陆的13个省(自治区),包括云南、贵州、四川、陕西、甘肃、宁夏、青海等。
三线建设的西南、西北和“三西”地区区域示意图(图引自中国地图出版社)
从三年经济调整时期(1963—1965年),我国“三线建设”开始布局。1964年9月全国计划会议召开,提出“‘三线建设’的目标,是要采取多快好省的办法,在纵深地区,即在西南和西北地区(包括湘西、鄂西、豫西),建立一个比较完整的后方工业体系”。“三线建设”投入资金2052亿元,高峰时投入人力400多万,共安排建设项目1100个,为我国西部工业发展奠定了坚实的基础。
根据中央“三线建设”的部署,机械工业部二局着手组织一线沿海地区的骨干机床工具厂,采取由老厂包建设、包搬迁、包投产的办法,陆续在西部地区选址建厂。
1964年末,天津市机床厂C615型卧式车床车间的人员和设备,率先迁往内蒙古自治区呼和浩特机床厂。自1965年开始,上海机床厂、北京第二机床厂、济南第一机床厂、齐齐哈尔第二机床厂、南京机床厂、无锡机床厂、中捷友谊厂、大连机床厂等沿海骨干机床厂分别分迁到陕西、青海、宁夏、四川、贵州等地建厂。
1964—1974年,先后在陕西建立精密机床制造基地,在甘肃、青海和宁夏等西北地区,广西、贵州和四川等西南地区,以及内蒙古、河南、湖北等中部地区新建或改建了一批企业。通过三线建设,累计建设了34个工厂,包括机床厂18个、铸造机械厂1个、工具厂5个、磨料磨具厂3个、机床附件厂1个、机床电器厂2个,并在青海、陕西汉中和宁夏银川按照工艺专业化建了4个铸锻件专业生产厂,从而完善了我国机床工具产业的区域布局,见表3。
表 3 我国机床工具企业“三线建设”概况
“三线建设”是我国特定历史时期的战略决策,对国防和内地经济发展产生了深远影响。总体看来,“三线建设”对完善我国机床工具产业的区域布局发挥了积极作用。
随着国民经济和国防建设的发展,我国机床工具工业从无到有、从小到大迅速发展,现在已建成门类齐全、产量较大、较完整的科研开发与生产体系,包括金切机床、锻压机械、铸造机械、木工机床、机床附件、机床电器、量刃具及量仪、
磨料磨具和其他(包括组合夹具、各种辅助装置、维修配件)等制造业组成。1996年我国机床生产总值居世界第七位,2000年居世界第五位,2002年居世界第四位,2006年居世界第三位,2009年居世界第一位,以后一直居世界首位。2017年中国机床消费总额为299亿美元,为世界第一大国(Gardner Intelligence 发布的《World Machine Tool Survey》)。
在“三线建设”过程中,做出突出贡献的单位:
(1)哈尔滨量具刃具厂
哈尔滨量具刃具厂初建时,机械工业部从全国18个厂抽调精兵强将支援哈尔滨量具刃具厂的建设。哈尔滨量具刃具厂建成后,用实际行动践行了“建厂时全国支援哈量,建成后哈量支援全国”的诺言。哈尔滨量具刃具厂成套支援了成都量具刃具厂、三门峡中原量仪厂、青海量具刃具厂、陕西关中工具厂、广西桂林量具刃具厂等5个新建厂,支援职工1764人,其中技术人员210人、工人1133人,发挥了“中国工量具制造业的摇篮”的重要作用。
通用技术集团哈尔滨量具刃具有限责任公司
(2)上海机床厂
上海机床厂是我国大型精密磨床制造企业,被誉为“亚洲明珠”,在我国机床产业中处于重要地位。1950年生产出新中国第一台万能工具磨床,1958年自主设计制造出M131W万能外圆磨床,1965年生产出第一台可实现“镜面磨削”的MBBG1432高精度万能外圆磨床,在国内居领先水平。其磨床品种和规格最为齐全,国内市场占有率第一。
上海机床厂在“三线建设”期间,将磨齿机、螺纹/丝杆磨床、花键轴磨床、液压泵、铸锻件等迁到陕西建立精密机床制造基地,同时输送了大量设备、技术管理人员和技术工人。同时援助险峰机床厂轧辊磨床的开发和生产,为我国精密机床发展做出了杰出贡献。
上海电气集团上海机床厂有限公司
主要参考文献
[1]金属切削机床专业史(1949—1985年)(第二稿)[M]. 北京:北京机床研究所,1986.
[2]广州机床研究所.机床发展史话[M]. 广州:广东人民出版社,1977.
[3]中国机床工具工业简史[M]. 北京:机械工业出版社,1999.
[4]恩宝贵. 情系中国机床[M]. 2007.
[5]中国机床工具工业(1949—1983)[M]. 1984.
未完待续
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