CIMT2011中國國際機床展覽會於2011年4月16日在北京新(xīn)展館落下帷幕。此次展會匯集(jí)了全球28個國家和地區約1400家知名機床工(gōng)具製造廠商,其中境內展商740多家,境外展商約650家,國際知名頂級機床工具企業全部參展。CIMT2011展出麵積達12萬平(píng)米,為曆(lì)屆最大規模,也是中(zhōng)國境內同類展會之最。
本屆展會展品的特點是:突出智能功能(néng),倡導低碳和綠色製造方式,柔性、複合、五軸聯動、高精、高速化仍然是(shì)數控機床的發(fā)展主(zhǔ)流,自動化水平高,機床向安全、宜(yí)人化深(shēn)度發展。其中(zhōng),國產機床具有精度高、新產品多、節能減排和智能製造等諸多特點(diǎn)。
眾所周知,高速高精與多軸聯動是現代(dài)製(zhì)造業發展的潮流。本(běn)屆展會具有五軸聯動(dòng)功能的機床展(zhǎn)品有80餘(yú)台套,眾多國際知名廠家都帶來(lái)展品。如HAMUEL、HERMLE、DMG、LIECHTI、米克朗、MAKINO、森精機等,台灣的(de)崴立、麗馳和友佳公司都帶來五軸聯動機床展出,國內的沈陽集團(tuán)、大連 、南通、北京機電院等也都展出了他們的五軸聯動加工中心(xīn)。
此(cǐ)次展會展(zhǎn)出的五軸聯動加(jiā)工中心結構形式多種(zhǒng)多樣(yàng),從功能上講除了(le)葉片式、葉(yè)輪式(shì)及龍門式加工中心外,五軸機床不再僅展示曲麵加工,還有不少是展示一(yī)次裝夾,多麵高效加工的功能。這(zhè)是本次展(zhǎn)會(huì)五軸機床最突出的亮點,也是五軸機床的發展趨勢,更是全麵解決方案服務(wù)理(lǐ)念的具體體現。
瑞士GF 阿奇夏米爾集團(tuán)展出的HPM 800U五軸加工中心(見圖1)最為突出。該機床(chuáng)屬於高效銑削領域中的最新一代產品。機床是專為生產高精密複雜零件而設計的。HPM 800U機床結構設計得極為緊湊。它表現穩定且動力出眾(zhòng),三個軸夾(jiá)緊裝置所提供的(de)高穩定性提高(gāo)了刀具的壽命。它具有最先進的電主軸、直接驅動的回轉和擺動軸以及堅固的機(jī)床結構,可支(zhī)持用現代(dài)化的刀(dāo)具進行經濟且(qiě)精確的鏜銑加工。尤為突出的是:它對第四軸(zhóu)和第五軸的直接驅動使其在加工500kg的工件時回轉(zhuǎn)軸和擺動軸有充足的動能。另外,HPM 800U無(wú)以倫比的(de)靈活性和可接近性得到了使用者的廣(guǎng)泛好評。它具(jù)有四種不同類(lèi)型的工作台,可使小型(xíng)工件在(zài)完全聯動的回轉擺動工作台上手動(dòng)輕鬆裝載(zǎi),並可(kě)以從後麵進行托盤交換。機床主要參數:行程(chéng)(X x Y x Z):850 x 800 x 550 mm ,擺動軸:+91° / -121°,回轉軸:n x 360,聯動軸數: 5軸5聯動,工作主軸:20000 min-1, HSK-A63 [kW / Nm] 39 / 84,快速移(yí)動:45m/min,工作台麵:500 x 630 mm,最大(dà)承重:800kg,刀庫容量:60把。HPM 800U應用廣泛,在汽車工(gōng)業中,它可應用於合金工具鋼的曲軸鍛模。在航空工(gōng)業中,對於渦輪及壓縮機托盤等耐高溫(wēn)鋼材,HPM 800U以高穩定和精確性,高表麵質量以(yǐ)及(jí)完全的過程連貫性而表現卓越。在電力(lì)行業中,它尤為適(shì)合加工鎳材質的葉輪。
DMG的新機床DMU 60 eVo(見圖(tú)2)也是一次裝夾(jiá)多麵加工的典範。該機采用獨特的設計方案,將萬能銑床和立式加工中(zhōng)心的性能(néng)完美地結(jié)合,滿足一(yī)次裝夾五(wǔ)麵加工、五軸定位加工和五軸聯動輪廓加工(gōng)的要求。 該(gāi)機采用了動梁式龍門結構,X、Y、Z軸均置於(yú)加工(gōng)空間之外、之上,直線軸(zhóu)(X、Y和Z軸)的行程為600×500×500mm。B軸和(hé)C軸采用轉速高達60rpm、擺動範圍為+5°/ -110°的快速數控擺動分度工作台。工作台的直徑為630mm,負載能力為400kg。旋轉軸的力矩電機驅動提高了機(jī)床的穩定性和動態性能。新的設計方案(àn)不但減少了占地麵積,也擴大了加工空間。由於擺動幅(fú)度大,底部切削角度達20°。這一特性擴(kuò)大了DMU 60 eVo的應用範圍,例如,可以用於工具製造業(yè)或為航空航天工業加工高度複雜的工件。DMU 60 eVo可以配置帶(dài)托盤交換係統的工作台(tái),也可以配置集(jí)成銑削/車(chē)削功能的高扭矩工作台。
該機床有(yǒu)強大的選配功能。DMU 60 eVo標準機床采用滾珠絲杠傳動,快移(yí)速度為50 m/min。X軸和Y軸(zhóu)可選配直線電機,快移速度達80 m/min。因此,動態性能(néng)高,機床的定位時間更短而且定位精度更高。快速換刀裝置可以使切(qiē)削到切削換刀時(shí)間減少至5秒以下。該機左側刀庫和鏈式托架的設計也非常巧妙,機械手(shǒu)結構簡單,穩定(dìng)可靠。除了標配30刀位刀庫,用戶也可以選配60或甚至120刀位刀庫。根據不同的加工任(rèn)務(wù),除了標配14,000 rpm主軸,用戶也可以(yǐ)選配18,000 rpm或24,000 rpm主軸。所有主軸可以配置(zhì)SK40 (BT40)或HSK A63刀(dāo)柄。在控製係統(tǒng)方(fāng)麵(miàn),DMU 60 eVo采用配有19英寸顯(xiǎn)示屏和3D軟件的DMG ERGOline® Control控製麵板。用戶可以選(xuǎn)擇帶有ShopMill的西門子840D solutionline或海(hǎi)德漢(hàn)iTNC530高科技數控係統,以確保(bǎo)最佳的加工性能和(hé)編程能力。可以選配托盤交換裝置和銑削/車削功(gōng)能。
本次參展的五(wǔ)軸聯動葉片加工機床主(zhǔ)要有DMG的DMU100,HAMUEL的HSTM500及(jí)北京機(jī)電院的XKH800、南通科技的(de)5DL1100等。瑞士LIECHTI公司(sī)帶來大葉片加工的最新機(jī)床Turbomill 800g(見圖3),可加工長達800mm的形狀複雜的薄壁高(gāo)精度葉片。Turbomill 800g比原產品改進很多。B軸擺動安裝了圓(yuán)弧型導軌,使B軸強度增加,機床防護也有很大改進。能夠完美的(de)滿足(zú)日益嚴(yán)格(gé)的對質量和(hé)生產率的要求。LIECHTI公司生產係列(liè)葉片加工中(zhōng)心,如Turbomill800gTwin,Turbomill 1400g,以及Turbomill11400g Twin,目前大葉(yè)片加工機床還(hái)是該公司產(chǎn)品最優。
展會展出的葉輪式五軸聯動加工中心(xīn)數量特別多,結構形式也是多種多樣。牧野的(de)D500、森精機的NMV3000DCG、MAG的NBV700 5X、台灣盛方源科技的(de)5AX-890,HA-5AX2、大連科德的采用3+2結構的VDW500等(děng)。台灣麗馳公司展出的葉輪式(shì)五軸聯動加工中心LU-620(見圖(tú)4),X、Y軸采用十字滑台結構,主軸(zhóu)刀具係統上下運動為Z軸,旋轉擺動軸不是按常見的A、C軸配置,而是配置了(le)B、C軸(zhóu),采用高剛性的底座,以支撐B、C軸的(de)旋(xuán)轉。B軸傾斜角度為50°~-110°,C軸(zhóu)可360°旋轉,B、C軸采用全圓周(zhōu)油壓刹車係統,確保在五軸聯(lián)動或任意角度定位加工。X、Y、Z三(sān)軸及B、C軸均可配置光柵尺,確保直線軸及(jí)旋轉軸的定位(wèi)精度(dù)。本屆展會台灣幾家(jiā)廠商帶來的五軸展品比(bǐ)大陸的機床做得要精致,比起西方知名公司還是(shì)要差一些(xiē)。
本(běn)屆(jiè)展(zhǎn)會(huì)還進行了04專項成果圖片展,共展出成果十二類101項,其中加工中心類12項,沈陽機床(集團)有限責任公司的(de)VMC22120U高速(sù)五軸聯動加工中心(見圖5),搭載專項成果、完全自主知(zhī)識產權的AB雙擺頭五(wǔ)軸銑頭。該機床為立柱移動式結(jié)構,工作台在橫床身上做X向運(yùn)動,立柱在縱床身(shēn)上(shàng)做Y向運動,滑板在立柱上做Z向運動,主軸繞X軸擺動±40゜為A軸,主軸繞Y軸擺動±40゜為B軸,五軸聯(lián)動即可加工出複雜的曲麵。主要技術優勢為:在同類(lèi)型的加工中心中,該產品為國內首創,實現高速、精密、複合、五軸聯動。主要適用於航空企業飛機鋁合金及鈦合(hé)金結構件的高效加工。可為國防等重點領域提供加工(gōng)解決方案,而其另(lìng)一規格的加工中(zhōng)心——VMC25100U立(lì)式五軸加工(gōng)中心(xīn),則可實現航空難加工材料鈦合金的(de)加(jiā)工。
另外,不得不提的(de)是,目前生產多軸聯動車銑複合加工中(zhōng)心的機床廠家越來越多。本(běn)屆展會(huì)最突出的仍然是瑞士威(wēi)力銘-馬科黛爾公(gōng)司(sī)展出的508MT具有銑車功能的6至8軸多工序加工中(zhōng)心(見圖6)。該機(jī)床立柱前後運動為Y軸,整個(gè)立柱與下方滑台作縱向X運動。電主軸可作B軸擺動(擺動(dòng)範圍-15°~100°),機床的高性能臥式軸(A軸主軸)具有雙重功能,低速運轉(zhuǎn)時(shí)猶如一轉台,而高速運轉時即是一個車主軸。機床可配備一帶有三工位塔(tǎ)座的多工(gōng)位(wèi)背(bèi)麵加工裝置。該塔座上可分別安裝副主軸、自動定心尾座、虎鉗。副主軸(zhóu)是可繞X軸旋轉的塔座。副主軸、虎鉗均可夾(jiá)持工件在(zài)垂直或水平位置進行銑加工(見圖7,圖8),副主軸也可在水平或垂直(zhí)位置(zhì)進(jìn)行車削加(jiā)工(見圖9)。A軸主軸可以和副主軸配合、也(yě)可以和尾座配合進行車加工(見圖10)。塔座在(zài)X軸方向的定(dìng)位由U軸完成。W軸的電主軸定向,即通過夾緊套有效精準的鎖緊主軸,用於(yú)諸(zhū)如車削加(jiā)工、螺紋銑(xǐ)削以及鏜孔定位等操作。機(jī)床配置高功率電(diàn)主軸,主(zhǔ)軸最高轉速42000rpm,直線軸采用超(chāo)精密(mì)預緊滾珠(zhū)絲杠和直線(xiàn)導軌的高精度運動(dòng),進給速度高(gāo)達40m/min, 機(jī)床各軸行程分別為X=450mm,Y= 200mm,Z=425mm, A=360°,B=-15°至(zhì)+100°,C=360,U=300,W=360。508MT機床旋轉軸均采用轉矩電機直驅技(jì)術,具有極(jí)高(gāo)的靜態和動態負載剛性,從而提高了回轉軸和(hé)擺動軸的(de)定位精度和重複精度。機床擁有無可比擬的柔性,通過一次裝夾並在同一加工循環內可完(wán)成複雜零件的六麵體的加工。
縱觀本屆展覽會,先進的驅動技術及控製係(xì)統在五(wǔ)軸聯(lián)動加工中心上得到了廣泛的應用。如(rú)直驅技術、直線電機、力(lì)矩電機、內裝式電主軸、熱變形控製技術以及結構(gòu)優化技術等被(bèi)廣泛利用。力矩電機在五軸聯動機床的結(jié)構創新設計中起到(dào)了特別重要的作用。從(cóng)五軸聯動加工中心產(chǎn)品上看,國內(nèi)五軸機床已走過從無到有(yǒu),特別引人關注的時段。五軸機床的市場與立、臥式加工中心相比相對較小,如果(guǒ)機床做不成精(jīng)品和(hé)實用,不能全麵為用戶(hù)解決加工(gōng)問題,用戶是不會輕易采購的。國外眾多知名廠商大多在(zài)其原有(yǒu)的機床上做了很大改進,五軸機床的結構設計(jì)巧妙,製造精良,全麵解決問題的能力非常(cháng)強,這正是國內廠家需要好好學習(xí)的,也是我國(guó)五軸機床的發展方向(xiàng)。
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