重型机床新常态下展示的新发展 ——CIMT2015第十四届中国国际机床展览会
2015-12-29 来源：中捷机床有限公司 作者：杨丽敏
四月的北京，春意盎然。由中国机床工具工业协会主办的第十四届中国国际机床展览会（CIMT2015）于2015年4月20-25日在北京中国国际展览中心（新馆）举行。本届展会的主题为“新常态•新发展”。习主席在全面阐述中国经济新常态的内涵中，说：过去的高速发展主要依靠要素驱动和投资驱动，新常态下要转变为创新驱动。这和我们行业发展是完全吻合的。这次CIMT2015的大背景就是在新常态下展示的新发展，即中国机床工具产业由大到强的历史进程。本次展览内容结构做了优化升级，加大了对激光加工机床、工业机器人以及3D打印等新技术、新展品的支持，充分展示机床工具产业的最新发展方向和最新发展成果。
数控重型机床是水、火、核电电站设备制造、造船、冶金矿山等重大装备制造业及重兵器制造的关键设备。本次展会展出的数控重型机床由于其体积大、占地面积多、运输困难等原因比往届展会略少。我国重型机床行业在历经了10年高速发展期后，行业企业由粗放型经营向技术集约型发展，逐步向现代化企业迈进，产品从低水平简单数控发展到多功能复合化，产品门类、品种、产业规模、市场占有率不断扩大，特别是技术水平实现了跨越式发展，竞争力不断增强，令世人瞩目。创新是创造性劳动的体现，是企业前进发展的核心动力和不竭源泉，是展会观众争相瞩目的焦点。本届展会将从多个侧面展示现代科技引领下的机床自动化技术在广度和深度上发生的日新月异的变化。当您仔细观看这些展品时，一定会对它们的不凡表现产生由衷的赞叹。下面阐述一下部分展品：
1、轨道运输业走行零部件加工专机
青海华鼎实业股份有限公司在本届展会首次推出两种专用于轮对加工和维修的车轮车床。服务于轨道交通行业机车车辆轮轴制造与维修的装备， SLC-25GA数控不落轮对车床能够同时加工同一转向架的两条轮对，具有结构简单可靠、性价比高、适应性强等特点。主要用于轨距为1435mm、轴负重30吨的电力机车、CRH系列动车组的轮对不需作任何解体（包括轴箱端盖），整个转向架四个轮对便可以在该机床上修理车轮的轮缘和踏面，是当代加工修整各种车辆轮对的最佳手段，该机床可同时修理一个转向架上的四个车轮，也可以切换为两个各自独立的部落轮对车床操作模式，满足各种轮对型面和制动的加工。展商还有西班牙达诺巴特集团的数控不落轮对车床，该车床主要用于轨道修正维修的专用设备。可针对车轮踏面、轮缘、内侧面及刹车盘面锦绣镟修工作。
青海华鼎实业的SLC-25GA数控不落轮对车床
达诺巴特的数控不落轮对车床
2、卧式加工中心
此类机床由于汇集了落地铣床、床身式铣床的基本功能，且具备按数控程序自动换刀或自动更换工件托盘的特性，也是组成柔性生产线的基本设备，成为机械制造业中需要量较大的一类加工装备约占数控金切机床需求总量30%左右，是世界机床市场热门商品，我国近年发展较快，通用品种已批量生产，少数厂家已有高精度型、大规格型产品进入市场。
KHC160-5A五轴卧式加工中心是昆明机床针对航空航天、汽车制造、复材加工等特定领域、特殊用户而研发制造的KHC系列高性能卧式加工中心机床的代表作，其集成化、智能化、人性化等特点，为大型箱体零件、薄壁零件、复杂曲面等特殊零件的加工提供了良好的解决方案。该产品继承了昆机产品高精度、高稳定性的特点，同时在传统三轴卧式加工中心的基础上，赋予了机床智能化以及人性化的特性，是国产卧式加工中心迈向高端化产品行列的经典之作。
KHC160-5A是一款高性价比的机床，其主要大件均是按照高端数控机床的结构及要求设计，具备向上扩展的能力。机床X、Y、Z、A、B轴均采用海德汉绝对式光栅、编码器闭环控制，保证了机床精度的稳定性和可靠性；该机床配备了西门子数控系统，具备五轴联动等数控功能；机床导轨均采用高性能进口直线导轨，其良好的承载及导向性能有效地支撑了机床良好的动态性能；此外，机床配备了高性能机械主轴式五轴附件头，其30-4000rpm的转速以及940Nm的主轴扭矩更好地适应力多元化的使用工况。该机床特殊设计将机床性能提升一个等级，使其在大型卧式加工中心市场具备更强的竞争力。
昆明机床的KHC160-5A五轴卧式加工中心
PAMA公司的SPEEDMAT镗铣加工中心
PAMA公司展出的SPEEDMAT3000/16镗铣加工中心，工作台尺寸1800x2200mm，工作台承重可达16t，工件回转直径3000 mm， 镗轴直径为130mm，主轴最大转速3500/4000rpm，x\y\z\w轴快速移动15000/25000mm/min。SPEEDMAT技术创新保证了高刚性、加工精度和铁屑切除速度，适用于铸铁、钢和钛合金的加工。所有的SPEEDMAT镗铣加工中心，具有高进给速度、高主轴转速、高功率和高扭矩，可实现最高生产效率。通过使用各种附件头和不同的刀库，使其功能性更具多样化。可以配置单工作台，自动托盘交换系统或直线托盘交换系统，甚至可以用于多台机床。
PAMA通过实施最新应用软件PR2（预测性生产管理），保证了高度自动化。特别关注全封闭防护系统的设计和结构，集成了铁屑收集和冷却液回收/烟雾吸收功能，秉承了最新的蓝色哲学环保理念。SPEEDMAT镗铣加工中心可由用户定制以适应特殊需求，可满足能源、工程机械、重型机械工程、造船、铁路、大型柴油发动机、航天、通用加工等最先进应用领域的需求。
3、落地式铣镗床
武重集团此次参展的TKS6920数控落地铣镗床，在拥挤的展馆里，这台高达9米、重达80吨的TKS6920似一个庞然大物矗立其间，极为耀眼，路过的观众无不驻足停留，纷纷与这台高大亮丽的“巨无霸”合影留念。TKS6920数控落地铣镗床机床应用有限元法优化设计而成，具有镗孔、钻孔、攻丝、铣槽、铣平面等加工功能：配上高技能高度数控回转工作台，直角铣头等功能附件，可以实现五面加工；是冶金，能源，电力等行业用于汽轮机，发电机和重型机械等大型零件加工的理想设备。
该机床主轴直径200mm；主轴转速范围2.5-2000r/min；主轴扭矩6000Nm；滑枕断面尺寸550×640mm；主电机功率79.6kw。主轴轴承采用恒流静压支撑，具有承载力大，发热小，精度保持性持久等特点；X、Y、Z轴采用一腔一泵的恒流闭式静压导轨；主轴箱重量平衡采用液压油缸平衡方式，实现高的进给速度和加速度；X轴传动采用双电机双齿轮齿条电子预载消隙方式，Y轴传动采用双丝杠同步传动技术；主轴箱倾斜补偿应用双电机双丝杠光栅尺同步位移控制技术；机床具有自诊断功能，操作方式灵便灵活。面对制造行业竞争压力持续加剧、用户需求快速升级、国内中低端机床产能过剩、国外高端机床进口居高不下的发展形势，武重集团着力提升企业自主创新能力，增强发展内生动力，助推企业转型升级的实现。
武重集团的TKS6920数控落地铣镗床
齐二的FAM-160高速落地铣镗床
齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司展出的FAM-160高速落地铣镗床，该机床X、Y、W轴导轨均采用直线导轨，具有承载力大、摩擦系数小等优点：主轴轴承采用脂润滑，主传动齿轮及轴承润滑采用喷雾润滑，使主轴转速可达2500r/min；镗轴内装有刀具夹紧装置，采用整体外购拉刀组成。主轴具有准停功能，可实现刚性攻丝。滑座X轴进给采用双伺服电机驱动减速箱在齿条上进给，采用伺服控制消除传动间隙，具有数控运动精度准确、反应快速、运转可靠的特点；主轴箱进给采用双伺服电机驱动滚珠丝杠控制，由双光栅尺检测反馈Y轴位置精度，可分别实现进给和主轴箱重心位移补偿控制；Z轴采用集成在直线导轨上的磁尺反馈控制，提高了镗轴与重复定位精度。
其主要参数：镗轴直径160mm;铣轴端部直径254nn；方滑枕截面尺寸420×450mm；主轴转速范围2～2500r/min；铣轴最大扭矩4100N.m；镗轴行程（Z轴）1000mm；滑枕行程（W轴）1000mm；立柱行程（X轴）6000mm；主轴箱行程（Y轴）3000mm；镗轴、滑枕、主轴箱进给速度范围（无极）1～10000mm/min；立柱进给速度范围（无极）1～20000mm/min；主电机功率51KW。
该展品具有高速度、高精度、高自动化、高可靠性等特点。配有多轴控制、五轴联动功能、完全可以替代进口，满足国内机械行业对高精尖机床的要求。服务于航天、军工、船舶、发电设备等国家重点行业。
4、龙门式加工中心
在本次展会中，三一重器瞄准中高端市场，推出GMFA定梁龙门新品。打造最高性价比的产品，做到“降本增效”，从产品的布局、结构、参数、细节这四方面进行创新与调整。GMFA定梁龙门加工中心是具有高刚性、高速度、高效率、大扭矩、高刚性、高承载的数控机床。其结构特点：高刚性龙门架—横梁采用大井字筋加前壁米字筋，截面大，立柱增加X向尺寸，刚性好。高刚性床身—床身采用对称的四导轨结构，工作悬伸小，刚性好，较多的滑块数量，承载高，工作台采用丝杠驱动，丝杠位于工作台重心位置，保证刚性和对称性。高刚性滑枕—滑枕采用400×400mm的方滑枕结构，四面约束的铸铁——贴塑滑动导轨副，接触面积大，能够保证强力切削时的刚性。高速——主轴转速可实现6000rpm， X/Y/Z轴快速移动15/15/12m/min，较短的辅助时间，实现高速、高效加工。Z轴采用双伺服电机双丝杠传动，实现Z轴传动的高动态性，加减速时实现高动态响应，从而获得稳定加工精度。整机全面采用热对称结构，将热位移对机床精度影响降低至最低。在产品的设计中，都加入了仿真设计，模拟了设备在不同环境中的状态，解决了热变形等问题。扭矩1076/1469 Nm。在排屑器布局上，为两条螺旋排屑器加一条链板排屑器，不仅降低了成本，而且三条链板排屑器的布局还能避免从机床正前方放置大工件的难点。可实现五面五轴加工，并配备丰富拓展功能。该机床广泛应用于机床、工程机械、船用柴油机、汽轮机、机车车辆、电力机械、模具制造、矿山冶金机械等各机械制造行业的复杂零件加工。
这款产品的布局是领先国内的，三一重器定位于打造国产中高端品牌，与其他参展品牌相比，其产品质量和产品外观精致度上更胜一筹。参展客户对三一重器产品的结构布局、外观造型、产品配置及技术先进性表示了充分肯定。
展会上大隈机械公司展出的MCR-BⅢ30E龙门式五面加工中心，以其靓丽整洁姿态，迎来了众多观众.该机床的设计是以大型的加工件为对象，以强力、高精度、高生产的加工为目的，以长期维持高刚性、顺畅运行、高精度为基础。因此，不仅可以实现强力切削、精密镗孔，而且还可以实现模具的高速、高精度加工。原来需要多种机床才能完成加工的部件，现在只需一台MCR-BⅢ就可以完成加工，大幅消减了各道工序的加工时间。另外ATC、AAC、APC等进行的连续自动加工对提高生产率有很大帮助。
其结构特点：采用方形双立柱的龙门结构，对上下、左右以及扭曲等负荷具有很强的刚性，经得住强力切削加工，并能保持高精度。横梁升降导轨七长度为世界罕见，采用无爬行运动及精度高、寿命长的结构。横梁上的主轴头导轨采用幅度宽、高刚性的举行断面形状的导轨。工作台采用滚动与滑动合理组合的复合导轨。具备对切削振动的高减震性，且由于滚动导轨承受工作台与工作重量，可实现孙畅运行，高精度定位，维持长期稳定的精度。横梁两边的夹紧装置，采用杠杆式强力加紧结构，可实现进行各种强力切削要求。主轴头采用截面尺寸为350×350mm的大面积滑枕式结构，备有能够承受横向主轴强力切削的刚性。主轴头通过装在横梁上的滚珠以及自重平衡装置，移动轻巧平滑，并且能够迅速，正确地定位。此外，滑动面还吸收切削振动，能获得高品位的加工面。
主要技术参数：主轴转速10～4000 rpm，工作台尺寸2500×4800mm，X轴行程5000mm，Y轴行程3700mm，Z轴行程800mm，W轴1300mm，进给速度X:15、Y:20、Z:15m/min,切削进给速度1～10000 m/min，横梁移动速度3 m/min。
该产品最适于模具、复杂形状大工件的强力切削直至高精度加工的全过程加工。应用于汽车、航空航天、船舶、交通、能源等领域。
济南二机床在本届参会的参展产品XHV2720×80定梁龙门移动式五轴联动高速加工中心，配置了自主研发的VX45×200型双摆角数控万能铣头，是为中航工业某飞机集团提供的，是目前国内配置国产双摆角万能铣头的五轴联动数控机床首次进入航空主机厂。
该机床主要用于大型铝合金机翼壁板、梁类等复杂结构零件的加工，应用了C轴N×360℃正反向连续旋转技术、无间隙机械传动技术、A、C轴液压制动技术、机床静动态精度补偿技术等多项关键技术，能够在一次装夹下完成零件的复杂型面、内腔、筋高、外形等部位的精加工和快速制孔，技术性能达到国际先进水平。
主要技术参数：工作台尺寸：2000×8000mm，龙门间距3000mm，工作台承重5000千克/米，工作台纵向移动长度(X轴)5000mm，溜板横向行程长度(Y轴) 2200mm，铣头滑枕垂直行程长度(Z轴)700mm，主轴端面至工作台面距离150mm，X、Y、Z轴工作进给速度15000mm/min，X、Y、Z轴快速移动速度20000mm/min，A轴回转角度 度±110°，C轴回转角度±360°，A、C轴最高转速8r/min，主轴最高转速10～24000 r/min，主轴最大扭矩70/86.5Nm。
航空工业领域的大型结构件，结构复杂，加工难度大，所需装备长期以来以进口国外设备为主，尤其是五轴加工等高技术关键装备几乎全部依赖进口。济南二机床十年如一日，在国家科技重大专项和一系列政策支持下，自主研发成功双摆角数控万能铣头，包括机械主轴式双摆角万能铣头系列、电主轴式机械驱动双摆角万能铣头系列、电主轴式力矩电机驱动双摆角万能铣头系列，能够解决航空航天铝合金、钛合金、高温钢以及复合材料的零件加工，成为国内极少数掌握该技术的企业，缩小了与国际先进水平的差距。
5、数控立式车床
泊头巨人重工在本届展会推出CK5225数控双柱立式车床，该机床是一种性能优良、工艺范围广泛、生产效率高的先进设备。是在借鉴国内外先进的机床设计制造技术的基础上，采用最新的设计理念，成功研制出的集机电液一体化的立式车床产品。
其结构特点：工作台和工作台底座采用整体铸造热对称结构，主轴轴承采用高精度双列短圆柱滚子轴承，工作台导轨采用恒流静压导轨，并且采用恒温冷却。确保机床具有高的旋转精度和足够的刚度、强度、热稳定性。立柱采用龙门框架封闭结构，通过有限元分析计算，使结构尺寸与受力状态达到最佳。垂直刀架水平导轨采用滑动或静压卸荷导轨、恒流静压导轨，垂直运动采用滑动导轨、滚滑复合导轨。两项进给均采用交流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动。根据用户需要可加装普通刀架或双数控刀架。机床主传动由壹流电机驱动，经两档变速机构，实现工作台的转速范围。
主要技术参数：工作台直径2250mm，工件最大车削直径2500mm，刀架最大切削35000N，工作台最大扭矩32000Nm，刀架进给范围.01～2000mm/min，横梁行程1250/1650/1850mm，刀架行程水平-1520mm，垂直1000mm，横梁移动速度350mm/min，刀架快速移动速度4000 mm/min，刀架最大互转角度±30°，主电机功率55KW。
该产品执行国家现行最新的精度标准及我厂刚度标准，采用国内外先进配套件，满足了强力切削、工作台超重载荷、动静态精度高、动作安全可靠、使用寿命长、加工效率高的要求。主要适用于高速钢、硬质合金刀具及陶瓷刀具，对黑色金属、有色金属和部分非金属零件的内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、圆弧匿及复杂曲面的粗精加工。
巨人重工的数控双柱立式车床
山一数控的FLC4500-900数控龙门车铣复合加工机床
山东山一数控机床制造有限公司展出了FLC4500-900数控龙门车铣复合加工机床，该机床是九轴结构，带有RTCP任意五轴联动功能，集机械、电气、液压、数字控制于一体的精密机床，采用定梁门梁移动式结构，并配备高精密角度定位数控车铣复合回转工作台。龙门上配有两个可升降、能够立卧转换、大功率同步伺服高速电主轴，另外带有对称双刀库。能够实现对工件一次装夹，进行五面体加工，数控车铣复合回转工作台即是立车转台也是精确任意分度的伺服转台。机床加工面可为平面、曲面和孔，具有车、镗、铣、钻、攻等多项切削功能，可做到一次安装，多面体、多工序加工，大大提高加工功率和加工质量。
机床主要技术参数：转台直径：4500mm，加工工件直径范围1200—4500mm，最大加工孔径一次钻孔直径60mm，扩孔直径100mm，工作台自动定心装置工作尺寸1500—4500mm，主轴转速范围10—3500mm/min，回转台转速范围1—8 mm/min，主轴扭矩1100Nm，X/Y/Z向行程2200/4000+4000/900mm，摆动A轴±120°，回转C轴 任意。
该机床结构布局合理，外形美观，横向、纵向和垂向导轨采用大规格滚珠直线导轨，运动灵敏度高。纵向、横向和垂向传动采用精密齿条传动。整机刚性好、精度高、稳定性好。适用于精密回转支承、法兰、大型齿圈等回转零件的加工，也能加工大型螺旋桨、水轮机叶轮等复杂零件的加工，广泛应用于风电、轴承、船舶、汽车、航天等行业。
近两年，中国重型数控机床发展最快，如重型数控龙门镗铣床，重型落地镗铣床，重型立、卧式车床等的年产量和市场消费量已居世界第一。尽管中国重型机床行业在最近几年有了长足进步，取得可喜的发展。但在高档重型数控机床还是依靠进口，其中德国和意大利的产品代表着世界先进水平。
就重型机床而言，除少数高档高精密产品国内尚不能满足市场需要外，国产重型机床产品基本能满足市场需要，无论产品品种、水平档次、市场满足度、功能和工艺性能等与国外相差不大。但是，机床的精度和制造工艺水平和可靠性还亟待提高，这是国产重型机床在市场竞争中处于被动的最主要的原因。另新产品开发能力和制造周期还满足不了国内用户需要，尤其是在与重型机床配套的数控系统、功能部件，如刀库、机械手和两坐标铣头等部件，还需要境外厂家配套满足。国内重型机床制造企业的制造能力很强，但大而不精，其主要原因还是加工设备落后，数控化率很低，尤其是缺乏高精水平的加工设备。国内厂家尽管技术略逊于国外先进水平，但在制造能力和价格上有很大的优势，尤其是超重型机床已达到当代国际先进水平。相信中国重型机床制造随着科技进步与艰苦奋斗的努力，一定会逐步缩小与国外的差距。
目前，市场需求和市场环境已经发生了很大变化，其需求特点是中、高档数控机床的需求比例不断增大，主要以集高速、高精、智能化、环保于一体的复合化加工机床为主，同时，市场已释放出明确的信号，技术服务需求更为迫切，显示出一种新的需求态势，即设备与工艺配套、软件设计与远程服务并重的一体化交钥匙工程，要求主机生产厂家不但要提供硬件，还要能提供软件、工艺技术服务，标志着这未来市场将更加注重技术服务，以技术为核心的营销模式取代传统的产品营销模式。未来市场技术要求含量越来越高，净化市场的呼声也愈加强烈，意味着只有在技术上能满足市场的产品就会赢得市场，低水平产品必遭淘汰，而那种以量取胜、以劣充优、鱼目混珠的市场局面将一去不复返。因此，市场将面临重新洗牌，优胜劣汰不可避免，新的市场格局即将来临。技术升级是适应市场、满足市场的需要，要紧紧围绕航空、航天、军工、船舶、能源、铁路及轨道交通等重点行业领域，这些行业对重型机床要求高，特别是对中高档数控机床需求量大，这些行业也是需要进口产品最多的行业，应将这些行业作为重型机床产品技术升级的重点对象和行业领域。
综上所述，转型升级是一项长期艰巨的任务，要赶超世界先进水平还有相当长的路要走，应该引起行业和企业的高度重视。受国内外经济不景气的影响，重型机床市场将长期处于低迷状态，要充分利用当前市场疲软期，抓住机会转型升级，从管理、创新、调整产品结构入手，正对市场采取切实可行的措施，加大技术创新力度，充分展示重型机床新常态下转型升级的新发展。
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