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       以“新環境.新格局.新作為”為主題的第九屆中國國際機床展覽會2016年4月11～15日在上海新國際博覽中心成功舉辦。來自20多個國家和地區的1200余家境內外企業踴躍參展，其中國際知名企業眾星璀璨，不勝枚舉。展會規模宏大，展示面積達到創紀錄的12萬平方米。CCMT2016是機床業界和制造業界的又一次盛會。其宏大的規模、先進的技術、精彩的展品、創新的氛圍、探索進取的精神，又一次引發業內外廣大的觀眾的高度關注。
 
 
      五軸聯動數控機床是高端數控機床，能夠加工具有復雜曲面的機械配件，特別在解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、大型柴油機曲軸等方面具有獨特的優勢。在本屆展會，五軸機床境外參展廠商有德馬吉、瑞士威力銘、巨浪、哈默、斗山等，臺灣參展廠商有友嘉、麗偉、盛方源等，國內參展廠商有北京機電院、大連科德、沈陽、上海拓璞數控、北京精雕、山東榮華等，展品豐富多彩，結構形式多樣。
 
 
      現對本屆展會部分典型五軸聯動加工中心做一些評述分析。
   
   
      一、立式五軸聯動加工中心
 
 
     1、雙擺臺式
 
 
      搖籃式結構的加工中心一直是中小型五軸機床的主流設計，這類機床，兩個旋轉運動都有連接放置工件的轉臺完成，主要適合加工重量輕的工件，由于將旋轉運動都在工作臺上完成，旋轉軸的精度將產生積累。整個工作臺也因為自重，易于造成機床剛性不足，但是隨著技術研發的日趨完善和成熟，目前此類機床的加工范圍和加工能力都有了很大提高。

   
      該加工中心采用大理石礦物床身設計，確保了加工的穩定性，三個直線軸均采用直線電機驅動，回轉工作臺采用力矩電機驅動。該機床主要參數是工作臺φ200mm，三軸行程200/340/300mm， A軸：-10°～+130°，C軸：360°， 主軸刀柄HSK-E40，主軸電機功率12.6Kw,轉速40000r/min，直線軸快速進給速度50m/min，加速度1.5g/1.5g/1.5g ，A軸最高轉速100r/min，C軸最高轉速200 r/min，換刀時間8S，控制系統為海德漢。五軸全部采用直驅技術，確保了高速加工下的精度。直線電機在機床中的應用也有20多年歷史了，一直沒成為主流產品，也可能和直線電機的價格及在機床應用中磁防護相關，隨著新材料技術的發展，將來有一天或許直線電機技術會在機床行業得到廣泛應用。
 
 
      2）德國巨浪的DZ15W雙主軸高速五軸聯動加工中心（圖2），

      該加工中心特點是雙主軸、雙搖籃式轉臺，共用一個鏈式刀庫。雙主軸同步移動，一次可以加工兩個零件，此類機床優勢特點是節約能源和廠房占地面積、縮短生產時間、降低人力成本；雙交換工作臺，配置交換工作臺可以在加工的同時裝卸工件，將停機時間降至最低。因此該類機床堪稱高效節能的典范。機床主要參數是工作臺2-660x400mm，三軸行程630/400/360mm，直線軸快速進給速度75m/min，加速度0.7g/1.0g/1.2g，主軸刀柄HSK-A63，主軸轉速15000r/min，雙主軸間距320mm，工作臺交換時間2.4S，屑對屑換刀時間2.4S。

       3）沈陽機床股份有限公司的I5M8.4五軸加工中心（圖3），

   
       采用結構化設計，I5M8系列8臺機床均采用龍門結構，剛性很好，大鑄件都可以通用，縮短了生產周期，轉臺采用直驅技術，電主軸采用國產品牌，尤其是C軸箱體采用航空鋁鑄造，在機床行業應用比較少，在滿足剛性和強度的前提下，使旋轉部件質量大大減小，動態性能得到很大提高。數控系統采用自主研發的I5智能系統五軸系統，通過移動電話或電腦，即可實現對千里之外的i5智能機床下達各項指令，這是沈陽機床集團為智能機床管理和發展打造的i5云制造平臺，以創新的商業模式、管理模式和盈利模式，轉身向制造業的“阿里巴巴”發展。
 
 
     該機床采用自主研發的系統、國產電主軸、成本大幅下降，產品很有競爭力。該機床主要參數是工作臺φ400mm，三軸行程600/550/450mm，A軸：±120°，C軸：360°,直線軸快速進給速度30m/min， A、C軸最高轉速50r/min，主軸刀柄BT40，主軸電機功率11Kw,轉速12000r/min。

     4）北京精雕的JDGR200-A10H（圖4），

     機床結構不是A、C兩軸聯動回轉，而是將搖籃旋轉90°布置在繞橫向Y軸搖擺，實現B、C軸聯動。該機配備了新一代的精雕JD50數控系統，采用自制高速電主軸，適合于電子產品五金件的加工。機床主要參數是工作臺φ260mm，三軸行程600/260/290mm， B軸：-120°～90°，C軸：360°,B軸最高轉速30r/min，C軸最高轉速50r/min，主軸刀柄HSKE32，主軸最高轉速32000r/min，直線軸定位精度0.0035/0.003/0.003 mm，重復定位精度0.003/0.002/0.002 mm, B/C軸定位精度 8″，重復定位精度5″。  

                     
      此外還有哈默的C22U（圖5），

     北京機電院XKR40（圖6），

   
     福建嘉泰數控的JT-GL8-V,臺灣友嘉的U600等廠家的立式五軸聯動加工中心，總體來說，此類結構立式五軸加工中心展出數量比較多，應用也比較廣泛，結構也是大同小異。   

      2、雙擺頭式

      此類結構在龍門五軸聯動加工中心比較常見，在中小型機床主要是用在在葉片五軸加工中心。

      該加工中心特點是A軸無間隙高轉速雙驅結構，B軸擺頭無間隙擺動結構設計，Z軸雙驅結構設計，實現更高的動態響應。
 

      該機床主要參數是三軸行程500/±150/310mm，U軸行程500 mm，A軸端面距頂尖最大距離700 mm，B軸擺角±40°，A軸360°，直線軸快速進給速度48m/min， A軸最高轉速100r/min，B軸最高轉速22 r/min，主軸刀柄HSKA63，主軸最高轉速12000r/min，直線軸定位精度0.008 mm，重復定位精度0.004mm。A/B軸定位精度10″，重復定位精度5″。

      3、一擺頭一擺臺
 
   
      瑞士威力銘的RX10五軸加工中心（圖8），

      礦物鑄鐵的大型床身結構保證了機床的耐熱性和穩定性，獨有的主軸驅動結構使機床實現高扭矩和高轉速。該機床主要參數是工作臺φ1000x800mm，最大回轉直徑φ1350，三軸行程1000/1100/810mm，B軸：-1°～90°，C軸360°，主軸刀柄HSKA63，主軸最高轉速16000r/min。此結構機床今年展會比較少。
 
 
      二、臥式五軸加工中心 

     德國GROB公司的GA350（圖9），
   

     是在大連生產的臥式五軸加工中心，結構非常緊湊，該系列產品具有極佳的排屑、絕對密封的玻璃罩和用于所有軸的帶有玻璃凈化的旋轉編碼器，產品帶給用戶的體驗更加適用、恬靜。去年機床展展出過類似款的GA550，結構基本一致，該機床主要參數是三軸行程600/770/805mm，最大工件直徑φ600mm，主軸轉速16000r/min，刀柄HSKA63，直線軸進給速65/42/90m/min，定位精度0.006 mm，重復定位精度0.0025 mm。

 
      三、龍門五軸聯動加工中心

 
      1、上海拓璞數控科技有限公司首次展出的XK1445-5C五軸龍門加工中心（圖10），

   
       是為航空航天領域各種壁板、型腔、框架類復雜零件的精密加工而研發的新品。整機采用高架橋龍門布局，并經有限元分析優化，具有很高的動靜態特性，五軸全閉環控制，裝有自主知識產權的高速高精A/C雙擺角銑頭，主軸最高轉速20000r/min，配HSK刀柄，工作臺寬1000mm。

      是與德國ROTTLER公司合作設計制造的，是針對于大型特種材料工件高精密加工的先進設備， “拱形散射”筋板的橫梁結構、實現高剛性大跨距橫梁的輕量化，有效控制了大跨距橫梁的靜、動態變形；兩側立柱墻板主體材質選用礦物鑄造材料，提高機床剛性、抗震性、降低機床熱變形，提升機床的精度保持性、可靠性。該機床工作臺尺寸4000x6000,三軸行程6500/4000/1500mm, A軸擺角±105°，C軸擺角±200°，刀柄HSKA63，主軸功率60kW，主軸轉速12000r/min，直線軸快移速度25m/min。

      3、濟二的XHV2416x30定梁龍門鏜銑加工中心（圖12）, 

        定位于航空航天、軌道交通、能源、船舶、模具等領域鈦合金、鑄鐵、鑄鋼、等復雜零件的強力高效加工，該機床主要技術參數是工作臺尺寸1600x3000,三軸行程6500/4000/1500mm ,A、C雙擺角機械傳動主軸，A軸擺角±95°，C軸擺角±360°，主軸功率44kW,最大扭矩1008Nm，最高轉速4000r/min，刀柄BT50。
   

      四、復合五軸聯動加工中心

      1、激光增減材復合五軸

      此類機床是五軸數控加工中心與激光增材成型設備兩大部分的高度集成，首先通過激光發生器，按照設定的程序打印出客戶所需要的零部件機構，然后自動切換到加工中心刀具頭進行進一步的精細加工，將金屬減材和金屬切削兩種加工方式結合在一臺機床中，且可實現自動切換，集兩者之優勢，可解決增財制造中表面粗糙度問題，又實現了邊生產邊加工零件成型的要求，徹底改變了傳統金屬零件，特別是結構復雜零件的加工模式，在科研、醫學等領域有廣闊的應用前景。

      1）青海華鼎的XF1200-3D（圖13），

      機床是B軸單驅，C軸回轉，采用齒輪驅動，機床主要參數是工作臺φ450mm，三軸行程600/450/450mm， B軸：-110°～+30°，C軸：360°，主軸刀柄HSKA63，主軸最高轉速20000r/min。激光功率0.6Kw,激光掃描速率6mm/s,最小壁厚1mm。
 
   
       2）大連三壘的SVW80C-3D（圖14），
  

  A、C雙擺轉臺結構，轉臺φ800mm，三軸行程800/800/600mm， A軸±120°， C軸360°，主軸轉速12000r/min，刀柄 SK40，三軸快移速度48m/min。激光功率2Kw。此外鞍山宏拓也展出了類似產品。

 
       2、車銑復合五軸  
                     
 
       大連科德的KMC600UMT（圖15），

       機床床體為人造理石床身，擁有更低的熱膨脹系數和更好的阻尼，提高了機床精度，A/C軸采用直驅技術，通過力矩電機作為回轉坐標主要驅動技術，提高了動態響應能力。無反向間隙，無傳動機械磨損等顯著優勢。機床的控制系統采用的是大連光洋科技集團研發的GNC61五軸數控系統，擁有完善的五軸技術，具有二次開發及離線三維仿真系統等特點。光柵尺采用國產品牌，其余從數控系統、伺服電機、力矩電機到大理石床身、刀庫均為自主研發制造。該機床主要技術參數是，工作臺直徑φ650x540mm，三軸行程700/650/450 mm，A軸：±130°，C軸：360°，主軸功率：30Kw，主軸最高轉速：12000rpm。直線軸定位精度0.008 mm，重復定位精度0.005mm，A/B軸定位精度8″，重復定位精度5″。

      五、結束語    
 
                                        
      1、國產五軸加工中心在數控系統和配套件的應用上大多采用進口，致使成本居高不下，近年來有一些廠家的五軸加工中心產品國產化率不斷提高，取得了很好的經濟效益，如果主機廠家和功能部件廠家、數控系統廠家進行深度交流合作，不失為一種雙贏的策略。當然部分廠家在細分領域打造自己的數控系統和專用核心功能部件，也是一種很好的思路，而且已初見成效。

      2、近年來國內外五軸加工中心從結構上也都沒有大的創新，但是論產品質量，國內產品還是和國外產品有不小的差距，當前機床行業面臨新的轉型時期，低端產品勢必被淘汰，所以筆者認為國內五軸加工中心廠家還是要在現有中端產品質量上苦下功夫，認真學習德國、日本的工匠精神，不斷改善自己的工藝，追求產品的細節，完美和極致，把品質不斷提高，更好的滿足用戶的需求，得到市場的認可。