CIMT2011第十二屆中國國際機(jī)床展(zhǎn)覽會於4月11日在北京隆重召開。國內外眾多(duō)機床(chuáng)製造廠(chǎng)商紛紛(fēn)展出(chū)了自己最新的產品和技術,使本屆展會吸引了全球的目光。作為大型、重型機床類產品的數控龍門類產品更是飛速發展,異軍突起成為本屆機床展的一大亮點。據不完全統計此次展會共有國(guó)內十餘家機床廠家展(zhǎn)出龍門類產品20餘台,其展品無論是在性能、精度、結構和功能多樣化方麵與過去幾年比較(jiào)都有了(le)一個質的飛躍,另(lìng)人眼花繚亂,目(mù)不暇接。通(tōng)過本屆展會可以了解我國(guó)裝備製造業的發展水平及(jí)未來的發展趨勢。
一、主要參展龍(lóng)門類機床狀(zhuàng)況
本次展會展(zhǎn)出的主要龍門類機(jī)床據不完全統計大概在20餘台,其中比較(jiào)有特色(sè)的展品如以下表(biǎo):
廠商 | 展品名稱 | 型號 | 工作台尺寸 | 行程 | 控(kòng)製係統 | 備注 |
威海華東數控 | 數控動梁龍門移動式鏜銑床 | XKW2850/5×200 | 5000×20000 | X軸:25000Y軸:7300Z軸: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 | |
沈陽機床 | 橋式五軸加工(gōng)中心 | GMC2590U | 2500×9000 | X軸:8000Y軸:2700Z軸:1400 | FIDIAC20 | 五軸聯動 |
青島歐(ōu)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(shì)龍門鏜銑加工中心 | RFMP16035 | 3000×16000 | X軸:17000Y軸:4980Z軸:1300W軸:1500 | 西門子840D | |
台灣哈威(HEVA) | 龍門型五麵加工機 | LP-3025YZF | 3020×2400 | X軸:3000Y軸:3200Z軸:1200 | FANUC-18i-MB | 五麵體 |
台(tái)灣高明 | 動梁龍門型(xíng)五麵加工機 | KMC-3000SR-H | 3000×2500 | X軸:3230Y軸:3200 Z軸:700W軸:1100 | FANUC-31i | 五麵(miàn)體 |
廠商 | 展品名稱 | 型號 | 工(gōng)作台尺(chǐ)寸 | 行程 | 控製係統 | 備注 |
三菱重工(gōng) | 動(dòng)梁龍門型(xíng)五麵加工機 | MVR30 | 2000×6000 | X軸:6500Y軸:3000 Z軸:800W軸:1000 | FANUC-31i | 五(wǔ)麵體 |
日本大偎 | 動梁式龍門鏜(táng)銑加工中心 | MCR-BⅢ | 2500×4800 | X軸:5000Y軸:3700 Z軸:800W軸:1300 | FANUC-31i | 五麵體 |
西(xī)班牙CORRED | 數控龍門式五麵加工中心 | FP50/50 | 2500×5000 | X軸:5000Y軸:3800Z軸:1500 | 海德漢ITNC530 | 五麵體 |
濟南二機床 | 高架式五軸聯動(dòng)鏜銑加工中心 | XHV2525×60 | 5000×6000 | X軸:6500Y軸:6000 | 西門子840D | 五(wǔ)軸聯(lián)動 |
寧波海天 | 動梁五麵龍門加工(gōng)中心 | HTM30GLE | 2500×8000 | X軸:8500Y軸:3900Z軸:1000W軸:1200 | 西(xī)門子840D | 五軸聯(lián)動 |
二、數控龍門機床的發展趨勢
縱觀(guān)整個機床展,發現龍(lóng)門型鏜銑床的發展有以下幾個趨(qū)勢。
1、大型化發展趨勢愈加明顯(xiǎn),通過以上列表我們不難看出龍門(mén)類產品有向大型化發展的趨勢,這其中的原因(yīn)是國防、航空、航天事(shì)業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要(yào),因而(ér)促進(jìn)了相關(guān)機床產品的大型化發展趨勢,為了緊(jǐn)隨這一趨勢,眾多生產廠家都將產品越做越大。本次展(zhǎn)會總計展出的20餘台數控龍門鏜銑床和龍門(mén)加工(gōng)中心,幾乎所有的台(tái)麵寬度都在2米及以上。為了滿足用(yòng)戶對龍門機(jī)床超大過寬(kuān),超大過高及超大的行程要求,因而(ér)發展動柱、動梁類龍門機床成為一種主流趨勢(shì)。從整個展會來看動柱、動梁類(lèi)龍門機占了相當大的比例,幾乎可達一半以上(shàng)。可見“大”成了本屆展會龍門類機床給我們(men)的第一印象,同時也是一種發展趨(qū)勢。
其中最大(dà)一台展品為威海華東(dōng)數控XKW2850/5×200數控動梁龍門(mén)移動式鏜銑床(chuáng)(見圖1),工作台尺寸達到5000×20000,龍門最大過寬6300,主(zhǔ)軸端麵(miàn)到台麵距離200~5000。其次為浙江日發的動柱動梁式龍門鏜銑加工中心RFMP 16035,工作台尺寸3000×16000,龍門(mén)最大過寬3500。主軸端麵(miàn)到台麵距離200~3000。大連機床集團(tuán)動梁數控龍門鏜銑床XK2140(見圖2),工作台尺寸4000×12000,龍門最大(dà)過寬(kuān)4500。龍門類機床向大、重型方向發(fā)展的(de)趨勢由此可見(jiàn)。
圖1 圖2
2、“精”是本屆展會給我們留下的又一個印象,也是龍門機床發展的又一重要(yào)趨勢。這(zhè)其中包含著精度大幅度提高,做工精細,外型精致等幾個方麵。超高的精度,猶如藝術品般的外形把機床的(de)製造做到了(le)極(jí)致。
其中最有(yǒu)代(dài)表性的是三菱重工展出的動梁龍門型(xíng)五麵(miàn)加工機MVR30(見圖(tú)3)該機床配置周到,做工精細,外形美觀可實現自動換頭,立臥自動換刀,換(huàn)頭過程大致隻有30秒左右(yòu),同時該機(jī)床根據需要可配置一百餘種附件頭,刀庫采用橫梁跟蹤方式,通過使用(yòng)液壓氣缸的(de)旋轉機構以及主軸移動中的同(tóng)時動作,縮(suō)短刀具交換時間。換刀時間5秒(miǎo)左(zuǒ)右,效率(lǜ)之高令人歎服。X,Y軸:20m/min;Z軸:10 m/min;W軸:3 m/min。為了提高精度且最大限度地減少(shǎo)由於室溫變化而造成的機械結構的變位,確保加工的高精度(dù),在橫梁的背麵安(ān)裝有熱平衡壁板(見圖4)。同時(shí)為了防止進給軸(zhóu)發熱,對進給軸承托架也采用由冷卻潤(rùn)滑油循環,有效地消除了進給電機的發熱。還對滾珠絲(sī)杠(gàng)及(jí)支撐滾珠(zhū)絲杠的軸承采用油氣潤滑,以防(fáng)止發熱。為(wéi)了防止滑座左右移動時橫梁發(fā)生傾斜(xié),使用兩排三菱精密標(biāo)尺以及通過雙係統進給驅動(dòng)機構的同步(bù)運行來(lái)確保其(qí)水平度。而且,橫梁移動可以與滑座位置無(wú)關,橫梁(liáng)重複定位精度(dù)達0.005mm。潤滑裝置、空(kōng)氣閥(fá)設備、機械的排(pái)放油回收裝置等都接近機械操作部位,集中配置於右立柱側麵,使給(gěi)油(yóu)作業、廢(fèi)油處理、裝置維護作業等保養管理變得簡單易行(háng)。
圖(tú)3 圖4
在精細這方麵國內機床與國外機床相比還是有(yǒu)差距的,但通(tōng)過展會我們可(kě)以看到國內機床廠商也在注(zhù)意(yì)此類問(wèn)題,同時也在努力縮小這個差距(jù),尤其是國內(nèi)比(bǐ)較知名的廠商如(rú)北一,沈陽(yáng),大連等,他們在努力提(tí)高精度的同時也在改變國產(chǎn)機床不重視外(wài)觀這個觀念,展會中這幾個大廠展出的展品也是精工細作,外形美觀(guān)毫不遜色於國外機床。
3、五麵體、五軸聯(lián)動龍門類機床成為發展的又一主流趨勢。功能趨於多樣(yàng)化更適合於各類複雜零件(jiàn)及模具的加工,操作簡便(biàn),使機床的整體結構更人性化,把操作者勞動降到最低,同時在最大程度上(shàng)提高勞動生產率(lǜ),這就是發展(zhǎn)五麵體(tǐ),五軸聯動機床的(de)根本目標(biāo)。在展會上五麵體、五軸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)比較有代表性的有如下機床: 沈陽機床股份(fèn)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(kuài)速移(yí)動可達24m/min.A,C軸快速移動為10r/min,轉角為A軸:+95°,-110°;C軸為±360°.A/C軸定位精度6″/6″;重複定位(wèi)精度4″/4″,控製係統采用FIDIA C20.主要應用(yòng)於汽車工業中的模具製造、大型鋼模和鑄鐵模具的(de)製造以及航空航(háng)天工業中的複雜零件加工。
濟南二(èr)機床展出的(de)XHSV2525×60高架式五(wǔ)軸聯動鏜銑加(jiā)工中心(見圖6)在前幾年的展會中已經多次展出但在本次展會中仍然是一個亮點,該(gāi)機床的結構特點是: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,沿床身(shēn)縱向(xiàng)前後移(yí)動(X軸),溜板沿橫梁導軌橫向左右移(yí)動(Y軸),滑枕沿溜板垂直上下移動(Z軸(zhóu)),雙回轉擺動銑頭可(kě)實現繞Z軸旋轉(C軸(zhóu))和Y軸旋轉(B軸)。雙回(huí)轉擺動銑頭其(qí)主軸為電主軸,該銑頭能使刀具的軸(zhóu)線始終垂直於工件的被加工麵,實現“法向”加工(gōng)。特別適合於航空航天結(jié)構件、螺旋槳、模具型腔等複雜三維型麵工件的高精度、高速(sù)度銑削。X軸采用(yòng)最新直線電機直接驅動,裝有製動單元和安全緩衝裝置;Y、Z軸采(cǎi)用大(dà)導程的預載(zǎi)螺母滾珠絲杠(gàng)傳(chuán)動。運用現代設(shè)計方法,通過建立振動阻尼、動態加速度模型,在確保機床整機剛性的前提下,盡量減輕了移動件的重量,使機床具有良好的(de)快速響應特性。具有(yǒu)高轉速、高速度、高加速度的特點。X、Y、Z軸均采用光柵尺實現全閉環控製(zhì);B、C軸采用高精度角(jiǎo)度編碼器實現全閉環位置反饋。B、C軸傳動采用諧(xié)波齒輪減(jiǎn)速單元帶動(dòng)消間隙雙(shuāng)齒輪副旋轉,實現(xiàn)B、C軸旋轉運動,B、C軸分別設有液(yè)壓夾緊機構。電主軸采用大接觸(chù)角高速陶(táo)瓷球軸承,並配置了主軸的冷卻(què)係統、軸承壓力空氣密封、主軸可矢量控製進行正/反轉、刀具自動拉緊—鬆開裝置、刀(dāo)具夾緊放鬆檢測、無刀檢測、主軸錐孔(kǒng)空氣清潔、主軸軸承溫度監(jiān)控等各種具有當今先進水平的裝置。
本屆展會與曆屆比較發現在以往展會(huì)中比較流(liú)行的龍門類機床中使用交換工作台之(zhī)類的展品沒有出現(xiàn),不能不說是一種遺憾。
通(tōng)過展會我們可以看到我國(guó)機床行業近幾年(nián)來取得了突飛猛進的發展,特別是高端五軸聯動機(jī)床方(fāng)麵。
圖5 圖6
三、龍門類機床的關(guān)鍵功(gōng)能部件(jiàn)
數控機床發展的水平高低其中功能部件起到了極其重要(yào)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(tí)供功能完善、品質優良、運行可(kě)靠、結構標準化且性價比合適的選件(jiàn),縮短機床新產品開發(fā)和製(zhì)造周期.為(wéi)數控機床的發展奠定了堅實的基(jī)礎。
五(wǔ)軸聯動機床是機(jī)床(chuáng)發展的主要趨勢,作為五軸聯動機床的關鍵功能部件擺角頭(tóu)在(zài)本屆展會上有多(duō)家展出。
北一展出了五軸聯動滑枕(zhěn)功能(néng)部件(jiàn)(見(jiàn)圖7),該擺角頭主運動為齒輪傳動,可實現大扭(niǔ)矩切削。B,C軸由伺服電機經消隙齒輪傳動,並有液壓(yā)夾緊(jǐn)。擺角頭最大輸出功率為40kW,B,C軸最大扭矩(jǔ)7500Nm。
濟南(nán)第二機床廠(chǎng)展出兩種五軸聯動(dòng)擺頭,其一為:VXD40電主軸式力矩(jǔ)電機驅動A/C雙擺角數控萬能銑頭(見圖8),主軸采用電主軸功率40KW,主軸最高轉速24000r/MIN,A/C軸采用力矩電機直接驅動,並(bìng)采(cǎi)用(yòng)液壓自動鎖緊,同時A/C軸采用全閉環控製,A/C軸擺角範圍±110°/360°,最(zuì)高轉速60r/MIN。其二為:SVX60A機械主軸式A/C雙擺(bǎi)角數控(kòng)萬(wàn)能銑(xǐ)頭。主軸采用機(jī)械傳動,兩級變速,輸出功率60kW,轉速10~1600r/min,輸出扭(niǔ)矩(jǔ)2270N.m. A/C軸(zhóu)采(cǎi)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軸采用全閉環控製,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主研發和生產極大(dà)的促進了國產高檔次數控機床的發展,特別是一些大型、重型高(gāo)檔(dàng)機床產品的(de)製造,極大的促(cù)進了我國裝(zhuāng)備工業的發展,抑製了國外高端機床(chuáng)的壟斷地位。
圖7 圖8
四、結束語
通過本屆展會我們可以看到我(wǒ)國數控機床產品的總體發展(zhǎn)趨勢仍然朝高速、高精、高(gāo)可靠性、複合化、智能化(huà)、柔(róu)性化、集成(chéng)化和開放性方向發展。高檔數控機(jī)床已經成為本屆展會的主流,本屆展會的(de)規模,不(bú)管是展出麵積還是參展商數量都(dōu)是曆屆CIMT最大的,展品水平也是曆屆(jiè)CIMT最高的,集中展示了我(wǒ)國機床行業自主創新的成果,體現了(le)我國裝備工業的發展水平(píng)。有關統計(jì)數據顯示,2009年,我國成為世界(jiè)第(dì)一大機床生產國。2010年,我國機床行業累計完成工業總產值5536.8億元,同比增長40.6%,顯示出了強勁的發展(zhǎn)動力。我國的裝備(bèi)製(zhì)造業已進入一個(gè)飛速發展的春(chūn)天。
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