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北（běi）京精雕: JDGR400T精雕高速加工中心（xīn）

2021-1-18 來源：北京（jīng）精雕科技集團有限公司作者：-

隨著製造業的發展，加工產品的設計越來越複雜，傳（chuán）統（tǒng）三軸數控機床已無法滿足加工要求，尤其（qí）是產品加工精度要求越來越高（gāo），交貨期越來越短，人（rén）工成本也不斷增加，使（shǐ）得采用五軸數控機床加工變成了一個必要（yào）條件。

然（rán）而受限於國產五軸數（shù）控機床的加工精度不高，使得國外五軸數控機床（chuáng）長期壟（lǒng）斷精密加工領域，給我國製造企業帶來了一（yī）係列問題。一是，進口五軸機（jī）床的價格高昂，增加了（le）企業成本；二（èr）是，國（guó）外機床企業（yè）對用戶選擇性服務，無法（fǎ）充分發揮機床的（de）加工能力；三（sān）是，國外（wài）機床產品和技術也（yě）會選擇性供應國內企業，限（xiàn）製了軍工、芯片、航空航天等（děng）戰略性相關零件的加工。

為了突破（pò）國外高端五軸數控機床（chuáng）的壟斷地位（wèi），解決精密零件加工卡脖子問題，滿足（zú）國內（nèi）市場不斷發展的需求，北京精雕研發了這款具（jù）有精雕特色的（de）五軸聯動全（quán）閉環數控機床，使國產五軸數控機床（chuáng）的加工精度（dù）達到國際一流水平，有效解決了國產五軸數控機床精度不高的（de）問題，降低（dī）了企業采購成本。

一、產品簡介

JDGR400T精雕高速加工（gōng）中心是北（běi）京精雕科技（jì）集團（tuán）有限公司獨立自主研發的高精度一體式五軸聯動數控機床，采用全閉環控製技（jì）術，配備新一代北京（jīng）精雕JD50數控係統，具備（bèi）“0.1µ進給，1µ切削，納米級表麵效果”的加工能力，硬材料鏡（jìng）麵（miàn）拋光加（jiā）工表麵粗糙度Sa可達（dá）到5nm，典（diǎn）型零件的加工精度小於5µ，適用於光學模具、精密模具（jù）、精密（mì）零件及複雜五（wǔ）金件（jiàn）等（děng）產品的（de）多軸定位加工和（hé）五軸聯動加工（gōng）。

JDGR400T精雕高速加工中（zhōng）心采用經典（diǎn）的定（dìng）梁龍（lóng）門結構，結合具有專利技術的L型三（sān）導軌橫梁結構和短懸伸機頭結構（gòu）設計，使機床的幾何精度更加穩定；采用北京精雕自主研發的高速同步電主軸，具有銑、磨、鑽、鏜、攻等複合加（jiā）工能力；同時，采用北京精雕（diāo）獨創的在機測量與智能修正技術，完美地實現了加工過程的（de）製檢合一；還創新性地將DT編（biān）程技術、RTCP技術和在機測量技（jì）術（shù）集成於JD50數控係統和精（jīng）雕（diāo）CAD/CAM係統，確保了五軸加工工藝高效、穩定的實現。

機（jī）床所配套的主要核心功能部件精密（mì）高速電主軸、數控係統、CAD/CAM軟件、高速旋（xuán）轉工作台等全部（bù）為北京精（jīng）雕自主研發和（hé）生產，北京精雕擁有其全部知識產權。其中：

（1）精密高速電主（zhǔ）軸JD150S-20-HA50采用HSK-A50刀具接口形式，主軸（zhóu）最高轉速可達20000r/min，主軸錐孔徑（jìng）向跳動≤0.0015mm；具備銑、磨（mó）、鑽、鏜、攻等複合加工能（néng）力。

（2）數控係（xì）統JDNC50是符合業界主流標準的開（kāi）放型（xíng）數控係統，可與國際主流的高端數控係統兼容，不僅便於現場工藝功能的定製開發，而且便於精細加工專業功能的快速實現，在高速高（gāo）精度加（jiā）工、多（duō）軸聯動加工（gōng）、在機測量和智能修正等功能方麵表現出（chū）色，處於國內領先水平。

（3）精雕CAD/CAM軟件JDSoft SurfMill8.0是致力於精密加（jiā）工的專業CAD/CAM軟件，提供曲麵設計、浮雕設計、2D/3D銑削、多軸（zhóu）銑削、車削、磨削等多種具有精雕特色的三維造型和多軸加工編程（chéng）功能（néng），能夠（gòu）為複雜（zá）型麵的造型和加（jiā）工提供（gòng）有效解決方案。

（4）高速旋轉工作台采（cǎi）用一體化的搖籃式結構，直驅電機驅動，定位精度達8″，重（chóng）複定位精度達5″，精度高，穩定性強。

二、主要技術指標（biāo）

（1）工作台尺寸(mm)：φ400；

（2）最大工作負（fù）重(kg)：150；

（3）X/Y/Z軸工作行程(mm)：450/680/400；

（4）A/C軸回轉角度(°)：-120～+90/360；

（5）X/Y/Z軸快速移動速度(m/min)：15/15/15；

（6）A/C軸快（kuài）速旋轉（zhuǎn）速度(r/min)：30/50；

（7）X/Y/Z軸最高切削（xuē）進給速度(m/min)：10/10/10；

（8）A/C軸最（zuì）高（gāo）切削進給速度（dù）(r/min)：15/25；

（9）X/Y/Z軸定位精度(mm/全行程)：0.002/0.002/0.002；

（10）A/C軸定位精度（″）：8/8；

（11）X/Y/Z軸重複定位精度(mm/全行程)：0.0018/0.0018/0.0018；

（12）A/C軸重複定位精度（″）：5/5；

（13）數控係（xì）統：JDNC50；

（14）主軸直徑(mm)：φ150；

（15）主軸（zhóu）最高轉速(r/min)：20000；

（16）刀柄型式：HSK-A50；

（17）刀庫形式：鏈式刀庫（機械手換刀）；

（18）刀庫容量（liàng）（把）：36。

三、結構特點

（1）對稱（chēng）龍門結構設計，綜合考慮熱平衡、機床減振（zhèn）和抗震能力（lì）等因素，有效應（yīng）對熱源（yuán）引起的（de）變形，具有良好的靜剛度、抗（kàng）振（zhèn）性能和熱穩定性。

（2）全封閉防護結構不但可以防止切屑及（jí）油汙向（xiàng）外飛濺（jiàn），還可防止外界環境溫度波動對內部加（jiā）工產生擾動。

（3）倒“L”型的三導軌橫梁“體支撐”結構，提高了X軸的運動平穩性和各向抗振（zhèn）性能。

（4）下沉式的機頭結構，有效減小了機（jī）床（chuáng）的Z向力矩（jǔ），提高了Z軸剛性，提升了機頭的抗振（zhèn）性能。

（5）加工（gōng）區（qū）和非加工區（qū）隔離防護（hù），減小了加工區域空間，有利（lì）於機內油霧快速（sù）排（pái）出，可穩（wěn）定控製加工區域的溫度，減少熱變形。

（6）直驅式轉台結（jié）構，在減小空間占用的同時可實現（xiàn）高精度、高效率加工。

（7）後（hòu）側門結構，可實現自動上下料。

四、技術創新（xīn）點

1、在機測（cè）量與智能（néng）修正

創新性的“在機（jī）測量與智能修正（zhèng）技術（shù）”解決（jué）了（le）精（jīng）密（mì）加工過程的精度不匹配問題，消除了加工過程中人工操作的誤差。傳統（tǒng）數控切削加工就是把數字模型變成實物零（líng）件的過（guò）程，在加工過程（chéng）中工件的（de）裝（zhuāng）卡和過（guò）程檢測均需要人（rén）工參與，而人工操作過程精度過低，過程的精度（dù）不匹配，導致零件精度下降（jiàng）。同（tóng）時存在（zài）生產準（zhǔn）備階段調機時間長、需要高（gāo）精度治具嚴格控製、工序中不斷（duàn）增加檢驗環節、無（wú）法（fǎ）預知加工（gōng）過程中產品狀態、無法及時跳過不合格（gé）品加工、無法實現在線返（fǎn）修等一係列問題，影響（xiǎng）了生產過程（chéng）的自動化和智能化，造成產品加工（gōng）周（zhōu）期長，成本高，並且無法保證（zhèng）產品加工品（pǐn）質。人工操作（zuò）不僅破壞了生產的連續性和穩定性（xìng），還造成生產過程中的精度（dù）不匹配。

JDGR400T精雕高速加工中心采用（yòng）北京精雕自主研發的“在機測量技術與智能修正技術”，為（wéi）解決工件裝卡和過程檢（jiǎn）測問題提供了一個新的方向（xiàng）。通過（guò）精（jīng）準測量和過程管控，實現（xiàn）了“製檢（jiǎn）合一”的製造模式，幫助（zhù）用戶完成“提質增效”的目標。通過對（duì）生產過程的監測測量，不僅可（kě）以消除人工操作誤差，節約加工（gōng）時間，降低消耗，減少成本，增加產量，提高（gāo）效益，而且還可以保證（zhèng）產品的（de）質量，增強產品的（de）競（jìng）爭力，使得數控機（jī）床在運行時能夠主動獲取零件製造信息，能夠大幅提升數控機床的智能化和自動化能力，使（shǐ）精密加工（gōng）精度不再依賴（lài）人工的（de）經驗來保證，創造了（le）用戶（hù）全新的精加工體驗，成為打造智能工廠、實（shí）現智能製造的有力推手。

2、虛擬加工（gōng）技術

虛擬加工技（jì）術突破性地（dì）解（jiě）決了操作人員從三軸機（jī）床到五軸機床的不（bú）適應性，將現場加工放置於軟件平台中進（jìn）行虛擬加工和（hé）預判，最（zuì）終確定合（hé）理的加（jiā）工工藝要素，減少由於人員經驗水平和交流而引起的加工誤差。

虛（xū）擬加工技術融合了精雕CAD/CAM軟件，DT編程技術、JD50係統等技（jì）術（shù），以及機（jī）床、刀具、夾具等各種（zhǒng）生產要素，具備零件夾具模型（xíng）設計、加（jiā）工軌跡規劃、刀具優選、加工參數優選、加工仿真（zhēn）分析、可製造性分析等虛擬加工功能。在實際加工之前對加工路徑和（hé）加工環境情（qíng）況進行預模擬，從而確保實際加工過程的準確。使設計師和工藝員的（de）角色融為一體，模擬結束預估正（zhèng）確後，可（kě）直接進行實際（jì）的加工，與（yǔ）加工設備融合度高（gāo），滿足（zú）實（shí）際加工需求。係統中包含刀具、工藝參數等數據庫，在模擬過程（chéng）中可實現對工序順序、工藝參數的的選用，提（tí）前發現缺陷和裝配問題，從而優化製造過程，提高加工效率。

該技術創新性的改變了傳統的加（jiā）工試製（zhì）過程，減少反複的人（rén）工操作，在提質增效的同時減（jiǎn）少材料的浪費，實現（xiàn）綠（lǜ）色製造節能製造。操作人員通過在電腦前的模擬操作便可完成（chéng）整個加工流程的模擬，創造（zào）了全新的製造業加工模式。

3、創新結構設計

采用定梁龍門和搖籃式大扭矩直驅雙（shuāng）軸轉台（tái）的結（jié）構形式，整機動態性能好、抗切（qiē）削振動能（néng）力強、負重能力強，加工效（xiào）率和加工精（jīng）度高。機頭采用（yòng）擁有獨創性設計的倒“L”型結構，保證橫梁軸的高剛性和（hé）高穩（wěn）定性。機床內部采用獨立螺旋排屑（xiè）機構，方便碎屑的清理及排出，有利於車間環境衛生的維持。

五、技術水平

獨創（chuàng）性的“在機測量和智能修正”技術（shù），通過精準測量和過程管控，替代傳統的離（lí）線檢測方式，實現了製檢合一的製造模式，促（cù）進（jìn）工廠檢驗向智能化轉變。該（gāi）技術（shù）保證了數控機床（chuáng）測量精度的準確度和穩（wěn）定（dìng）性，助力切削工藝的（de）智能化，大幅提升生產良率和品質管控效率。從粗活精做、零點快換夾具、多軸組（zǔ）合加工等方麵出（chū）發，挖掘數控機床的（de）智能加（jiā）工功能，標準化客戶生產工藝製程，降低輔助工作量，提升實際產（chǎn）能（néng）；量化環境要素與品質之間（jiān）的關係（xì），協助客戶改善生產環（huán）境。該技術的推廣和應用，將對行業（yè）起到極大促進作用，為推（tuī）動新時代工業（yè）變革貢獻力量。

虛擬（nǐ）加工技術通過在實際加（jiā）工之前對加工路徑和（hé）加工環境情況的預模擬，從而確保（bǎo）實際加工過程的準（zhǔn）確。將各工藝要素在軟件中進行預加工，可節約試加工時間，減少材料浪費（fèi），提高生產的安全（quán）性。將（jiāng）人員因（yīn）素在生產環節的影響降到最低。在行業內具有創新性和引領（lǐng）性，有利於實（shí）現（xiàn）製造業的智能化、綠色化發展。

JDGR400T精雕高速加工中（zhōng）心具備“0.1µ進給，1µ切削，納（nà）米（mǐ）級表麵效果”的加工能力（lì），可實現（xiàn）微銑削、鏡麵銑、高光（guāng）銑等二十多種加工功能，三直線軸定位精度≤0.002mm，重複定位精度≤0.018mm；旋轉軸定位精度≤8″，重複定位精度≤5″；硬材料鏡麵拋光加工表麵粗糙度Sa小於5nm，典型零件的加工精度小於5µm。其精密加工（gōng）能力和穩定性（xìng）成功（gōng）對標日本牧野、瑞士米克朗等國際一流品牌。

六、市（shì）場（chǎng）定位及產業化前景

本（běn）展品定（dìng）位於中高端（duān）市場，主要麵向（xiàng）光（guāng）學模具、精密模具、精密零件及複雜（zá）五金件的精密加工。

隨著製造業的轉型升（shēng）級，高端機床產品領（lǐng）域（yù）發展迅（xùn）速，市場需求巨大，目前（qián）國內的機床高端市場由日本、德國（guó）企業（yè）壟斷，產品售價高昂。作為高檔數（shù）控機床的代表——五軸聯動數控加工中心雖然已經實現了國產，但是僅有十幾家企業能夠生產，並且在精度和速度上跟國際前沿（yán）技術還有較大差距。根據（jù）新思（sī）界產業研究中心公布的《2017-2021年中國五軸聯動數控加（jiā）工中心行業發展態勢及發展（zhǎn）前景（jǐng）預測報（bào）告》顯（xiǎn）示，目前國內自主生（shēng）產的五軸聯動數控機（jī）床（chuáng）的國內市場占有率僅有10%。

本產品攻克（kè）了五軸聯動數控機床的一係列核心（xīn）技術，尤其是數控係統與CAD/CAM軟（ruǎn）件的完美融合，使在機測量技術變得（dé）簡單、好用，有效解決了困擾（rǎo）製造業多年的精度匹配問題，提升了（le）機床的加工精度（dù），生產效率（lǜ）和（hé）良品（pǐn）率，目前已在光學器件（jiàn）、醫療器件及小型（xíng）精密模具等精密零件的加工生產中進行了應用。從應（yīng）用（yòng）效果看，其完全可以替代進口產品，加之性價（jià）比高、售後服務好、技術服（fú）務響應快等優（yōu）勢，其市場替代空間巨大。

另外，隨著（zhe）產品設計的日趨複雜化（huà），複雜模具、電極以及精（jīng）密零件等的五軸精密加工需求也（yě）將日趨攀升（shēng），為五軸（zhóu）精密數控（kòng）機床市場（chǎng）提供了（le）很好的擴（kuò）展（zhǎn）空間，因此其產（chǎn）業化前景十分可觀。

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