CIMT2011第十二屆中國(guó)國際機床展覽會於4月11日在北京隆重(chóng)召開。國內外眾多機床製造廠商紛紛展(zhǎn)出了自己最新的(de)產品和技術,使本屆(jiè)展會吸引(yǐn)了全球的目(mù)光。作為大型、重型(xíng)機床類產品的數控龍(lóng)門(mén)類產品更是飛速發展,異軍突起(qǐ)成為本屆機床展的一大(dà)亮點。據(jù)不完全統計此次展會共有國內十餘家(jiā)機(jī)床廠家展出龍門類產(chǎn)品20餘(yú)台,其(qí)展品無論是在性能、精(jīng)度、結構和功能多樣化方麵與過去幾年比較都有了一個質的飛躍,另人(rén)眼花繚亂,目不暇接。通過本屆展會可以了(le)解我國裝備製造業的發展水平及未來的發展趨勢。
一、主要參展(zhǎn)龍門類機床狀況
本次展會展出的(de)主要龍門類機床據不完全(quán)統計大概在20餘台,其中比較有特色的展品如以(yǐ)下表:
廠商 | 展品名稱 | 型號 | 工作台尺寸 | 行程 | 控製係統 | 備注 |
威海華東數控 | 數控(kòng)動梁龍門移動式鏜銑床 | XKW2850/5×200 | 5000×20000 | X軸(zhóu):25000Y軸:7300Z軸(zhóu):1500W軸:3720 | 西門子840D | |
大連機床集團 | 動梁數控龍門鏜銑床 | XK2140 | 4000×12000 | X軸:13000Y軸:5600Z軸:1500W軸:3500 | 西門子840D | |
沈(shěn)陽機床 | 橋式五軸加工中心 | GMC2590U | 2500×9000 | X軸:8000Y軸:2700Z軸:1400 | FIDIAC20 | 五軸聯動 |
青(qīng)島歐科 | 定梁數控龍門鏜銑床 | GMK2415 | 3000×1500 | X軸:3000Y軸:2200 Z軸:850 | 西門子 | |
日發 | 動柱動梁式龍(lóng)門鏜銑加工中(zhōng)心 | RFMP16035 | 3000×16000 | X軸:17000Y軸:4980Z軸:1300W軸:1500 | 西門(mén)子840D | |
台灣哈威(HEVA) | 龍門型五麵加工機 | LP-3025YZF | 3020×2400 | X軸:3000Y軸:3200Z軸(zhóu):1200 | FANUC-18i-MB | 五麵體 |
台灣高明 | 動梁龍門型五麵加工機 | KMC-3000SR-H | 3000×2500 | X軸:3230Y軸(zhóu):3200 Z軸:700W軸:1100 | FANUC-31i | 五麵體 |
廠商(shāng) | 展品名稱 | 型號 | 工(gōng)作(zuò)台尺寸(cùn) | 行程 | 控(kòng)製係統 | 備注 |
三菱重工 | 動(dòng)梁龍門型五麵(miàn)加工機(jī) | MVR30 | 2000×6000 | X軸:6500Y軸:3000 Z軸:800W軸:1000 | FANUC-31i | 五麵體 |
日本大(dà)偎 | 動梁式龍門鏜銑(xǐ)加工中心 | MCR-BⅢ | 2500×4800 | X軸:5000Y軸:3700 Z軸:800W軸:1300 | FANUC-31i | 五麵體 |
西班牙CORRED | 數控龍門式五(wǔ)麵加工中心(xīn) | FP50/50 | 2500×5000 | X軸:5000Y軸:3800Z軸:1500 | 海(hǎi)德漢ITNC530 | 五麵體 |
濟南二機床 | 高架式五軸聯動鏜銑加工中心 | XHV2525×60 | 5000×6000 | X軸:6500Y軸:6000 | 西門(mén)子840D | 五軸聯動 |
寧(níng)波海天 | 動梁五麵龍門加工中心 | HTM30GLE | 2500×8000 | X軸:8500Y軸:3900Z軸:1000W軸(zhóu):1200 | 西門(mén)子840D | 五軸聯動 |
二(èr)、數控龍門機床的發展趨勢
縱觀整(zhěng)個機床展,發現龍門型鏜銑床的發展有以下幾個趨勢。
1、大型化(huà)發展趨勢愈加明顯,通過以上列表(biǎo)我們不難看出龍門類產品有向大型化發展的趨(qū)勢,這其中的原因是國防、航空、航天(tiān)事業的發展和能(néng)源等基礎產(chǎn)業裝備的大型(xíng)化需要,因而促進了相關(guān)機床產品的大型化發展趨勢,為了(le)緊(jǐn)隨這一趨(qū)勢,眾多(duō)生產廠家都將產品越做越大(dà)。本次展會總計展出的20餘台數控龍門鏜銑床和龍門加工中心,幾乎所有的台(tái)麵寬度都在2米及以上。為(wéi)了滿足用戶對龍門機床(chuáng)超大過寬,超大過高(gāo)及超大的行程要求,因而發展動柱、動梁類龍門機床成為(wéi)一種主流趨勢。從整個展會來看動柱、動梁類龍門機占了相當大的比例,幾乎可(kě)達一半以上。可(kě)見(jiàn)“大”成了本屆展會龍門類機床給我們的第一印象,同時也是一種發展趨勢。
其中最大(dà)一台展品為威(wēi)海華東數控XKW2850/5×200數控(kòng)動(dòng)梁龍門移動式鏜銑床(chuáng)(見圖1),工作台尺(chǐ)寸達到5000×20000,龍門最大過寬6300,主軸端麵到台麵距離200~5000。其次為浙江日發的動柱(zhù)動梁式龍門鏜銑加工中心RFMP 16035,工作台尺(chǐ)寸3000×16000,龍門最大過寬3500。主(zhǔ)軸端麵到台麵距離200~3000。大連機床集團動梁數(shù)控龍門鏜銑床XK2140(見圖(tú)2),工作台尺寸4000×12000,龍門最大(dà)過寬4500。龍門類機床向大、重型方向發展的趨勢(shì)由此(cǐ)可見。
圖1 圖2
2、“精”是本屆展會給我們(men)留下的又一個印象,也是(shì)龍門機床發展的又一重要趨勢。這其(qí)中包含著精度大幅度提高,做工精細,外型(xíng)精致等幾個方麵。超高的精度,猶如藝術品般的外形把機床的製造做(zuò)到了極致。
其中最有代表性的是三菱重工展出的動梁龍(lóng)門型五麵加工機MVR30(見圖(tú)3)該(gāi)機床配置周到,做工精細,外形美觀(guān)可實現自動(dòng)換頭,立(lì)臥自動(dòng)換刀,換頭過程大致隻有30秒(miǎo)左右(yòu),同時該機床根據需要可配置一百餘種附件頭,刀庫采用橫梁跟(gēn)蹤方式(shì),通過使用液壓氣缸的旋轉機(jī)構以及主軸移動中的同時動作,縮(suō)短刀具交換時間。換刀時間5秒左右,效率之高令人歎服。X,Y軸(zhóu):20m/min;Z軸:10 m/min;W軸:3 m/min。為了提(tí)高精度且最大限度地減少由於室溫變化而造(zào)成的機械結(jié)構的(de)變位,確保加工的高(gāo)精度,在橫梁的背麵安裝有熱(rè)平衡(héng)壁板(見圖(tú)4)。同時(shí)為了防止進給軸發熱,對進給軸承托架(jià)也(yě)采用由冷卻潤滑油循環,有(yǒu)效地消除了進(jìn)給電機的(de)發熱。還對滾珠(zhū)絲杠及支撐滾珠絲杠的軸承采用油氣潤(rùn)滑(huá),以防止發熱。為了防止滑座左右移動時橫梁發(fā)生傾斜,使用兩排(pái)三菱(líng)精密標尺以及通過雙係統進給驅動機構的同步運行來確保其水平度。而且,橫梁移動可以與滑座(zuò)位置(zhì)無關,橫梁重複定位精度達0.005mm。潤滑(huá)裝置、空氣閥設備、機械的排放油回收裝置等都接近機械操作部位(wèi),集中配置於右立柱側麵(miàn),使給油作業、廢油處理(lǐ)、裝置維(wéi)護作業等保(bǎo)養管理變得簡(jiǎn)單易行。
圖3 圖4
在精細這方麵(miàn)國內(nèi)機床與國外機床相比還(hái)是有差距(jù)的,但通過展會(huì)我們可以看到國內機床廠(chǎng)商也在注意(yì)此類問題,同時也在努力縮小這個差距(jù),尤其是國內比較知名的廠商如北一,沈陽,大連等,他們在努力提高精度的同時也在改變國產機床(chuáng)不重(chóng)視外觀這個觀念(niàn),展會中這幾個大(dà)廠展出的(de)展品也是精工細作,外形美觀毫不遜色於國外機床。
3、五麵體、五軸(zhóu)聯動龍門(mén)類機床成為發展的又(yòu)一主流趨勢。功能趨於多樣化(huà)更適合於各類複雜零件及模具的加工,操(cāo)作簡便,使機床的整體結(jié)構更人性化,把操作者勞動(dòng)降(jiàng)到最低,同(tóng)時(shí)在(zài)最大程(chéng)度上提高勞動生產率,這就是發展五麵體,五軸聯動機床的根本目標。在展會上五麵(miàn)體、五軸(zhóu)聯動龍門機床幾乎占了整個龍門類機床產品的一半以上。
其中(zhōng)比較有代(dài)表性的(de)有如下(xià)機床: 沈陽機床股(gǔ)份有限公司展出的GMC2590u橋式五軸(zhóu)加工中心(見圖5),X,Y,Z軸快速移動可達(dá)24m/min.A,C軸快速移動為10r/min,轉角為A軸:+95°,-110°;C軸為(wéi)±360°.A/C軸定位(wèi)精度6″/6″;重複定位精度4″/4″,控(kòng)製係(xì)統采用FIDIA C20.主要應用於汽車工業中的模具製造、大型(xíng)鋼模和鑄鐵模具的(de)製(zhì)造(zào)以及航空航天工業中的複雜零件(jiàn)加工。
濟南二機(jī)床展出的XHSV2525×60高架式五軸聯動鏜(táng)銑(xǐ)加工中心(見圖6)在前幾年的(de)展會中已經多次展出但在本次展會中仍然(rán)是一個亮(liàng)點(diǎn),該機床(chuáng)的結構特點是:工作台為落地式平台,高架式床身分別放置在工作台兩側,橫梁安裝在滑板上,沿床(chuáng)身縱向(xiàng)前後移動(X軸),溜板沿(yán)橫梁導軌橫向(xiàng)左右移動(Y軸),滑枕沿溜板(bǎn)垂(chuí)直上下移動(Z軸),雙回轉擺動銑(xǐ)頭可實現繞Z軸旋(xuán)轉(C軸)和Y軸旋轉(B軸)。雙回(huí)轉(zhuǎn)擺動銑頭其主軸為(wéi)電主軸,該銑頭(tóu)能(néng)使刀具的軸線始終垂直於工件的被加(jiā)工麵(miàn),實現“法向”加工。特別適合於航空航天結構件(jiàn)、螺旋槳、模具型腔(qiāng)等複雜(zá)三維型麵工件的高精度、高速度銑削(xuē)。X軸采用最(zuì)新直線電機直接驅動(dòng),裝有製動單元和安(ān)全緩衝裝置;Y、Z軸采用大導程的預載螺母滾珠絲杠傳(chuán)動。運用現代(dài)設(shè)計方法,通過建立振動阻尼(ní)、動態加(jiā)速度(dù)模(mó)型,在確保機床整機剛性的前提下,盡量(liàng)減輕了移動件的重量,使機床具有良好(hǎo)的快速響應特性。具有高(gāo)轉速、高速度、高加速度的特(tè)點。X、Y、Z軸均采用光柵尺實現全閉環控製;B、C軸采用高精度角度編碼(mǎ)器實現全閉環位置反饋。B、C軸傳動采用(yòng)諧波(bō)齒輪減速單元帶動消間隙雙齒輪副旋轉,實現B、C軸旋(xuán)轉運動,B、C軸分別設有液壓夾(jiá)緊機構。電主軸采用大接觸角高速陶瓷球軸承,並配置了主(zhǔ)軸的冷卻係統、軸承壓力空氣密封、主軸可(kě)矢量控製進行正/反轉、刀(dāo)具自(zì)動拉(lā)緊—鬆開裝置、刀具夾緊放鬆檢測、無刀檢測、主軸錐孔空氣清潔、主軸(zhóu)軸承溫度監控等各種(zhǒng)具有當今先進水平的裝置(zhì)。
本屆展會與曆屆比較發現在以往展會(huì)中比較流行的龍門類(lèi)機床中使用交換工作台之類的展(zhǎn)品沒有出現,不能不說是一種遺憾。
通過展會(huì)我們可以看到我國機床行業近幾年來取得了(le)突飛猛進(jìn)的發展,特別是高端五軸(zhóu)聯(lián)動機床方麵。
圖5 圖6
三、龍門類機床的關鍵(jiàn)功能部件(jiàn)
數控機床發(fā)展的水平高低其中功能部件起到了極其重(chóng)要的作用。近(jìn)幾年來我國數控機床功能部件的發展取得了極大的進步,功能部件的發展和其專業化生產為機床製造廠提供功能完善、品質優良、運行可靠、結構標(biāo)準化且性價比合適的選件,縮短(duǎn)機床(chuáng)新產品開發和製造周期.為數控機床的發展奠定了堅實的基礎。
五軸聯動機床是機床發展的主要趨勢,作為五(wǔ)軸聯動機(jī)床的關鍵功能部件擺角頭在本屆展會上有多家展出。
北一展出了五軸聯動滑枕功能部(bù)件(見圖7),該擺角頭主運動為齒輪傳(chuán)動,可實(shí)現大扭矩切(qiē)削。B,C軸由伺服電機經消隙齒輪(lún)傳動,並有液壓夾緊。擺角頭最大輸出功率為40kW,B,C軸最大扭矩7500Nm。
濟南第二機床廠展出兩種五軸聯動擺頭,其一為:VXD40電主軸式(shì)力矩電機驅動A/C雙擺角數控萬能銑頭(見圖8),主(zhǔ)軸采用電主軸功(gōng)率40KW,主軸最高轉速24000r/MIN,A/C軸采用力矩電機直接驅動,並采用液壓自動鎖緊,同時A/C軸采用全閉(bì)環控製,A/C軸擺角範圍±110°/360°,最高轉速60r/MIN。其二(èr)為:SVX60A機械主軸式A/C雙擺(bǎi)角數控萬能銑頭。主軸采用機械傳動,兩級變速,輸出功率60kW,轉(zhuǎn)速10~1600r/min,輸(shū)出扭矩2270N.m. A/C軸采用徑向和軸向預載滾珠軸承支承剛性極高,並采用液壓自動鎖緊,同時A/C軸采用(yòng)全閉環控製(zhì),A/C軸擺角範圍±110°/n×360°,最高轉速5r/MIN。
國產關鍵零部件的自(zì)主研發和生產極大的促進了(le)國產高檔次數控機床的發展,特(tè)別是一些大型、重型高檔機床(chuáng)產品的製造,極大的促(cù)進了我國裝備工業的發展,抑製了國外高端機床的壟斷地位。
圖(tú)7 圖8
四、結束語(yǔ)
通過本屆展會我們可以看到我國數控機床產品的總體發展(zhǎn)趨勢仍然朝高速、高精、高可靠性、複(fù)合化、智能化、柔性化、集成化和開放性方向發展。高檔數控(kòng)機床(chuáng)已經成為本屆展會的主流,本屆展會的規模,不管是展出(chū)麵積還是參展商數量都是曆屆(jiè)CIMT最大的,展品水平也是曆屆CIMT最高的,集中(zhōng)展示了我國(guó)機床行業自主創新的成果,體現了我(wǒ)國裝備工業的發展水平。有關統計數據顯示,2009年,我國成為世界第一大機床生產國。2010年,我國機床行業累計完成工業總產值(zhí)5536.8億元,同比增長40.6%,顯示(shì)出(chū)了強(qiáng)勁(jìn)的發展動(dòng)力。我國的裝備製造業已進入一個飛速發展的(de)春天。
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