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CIMT2021部分五轴加工中心浅析
Jul 14, 2021  来源:  作者:武晓杰

    一、概况

 

    五轴联动加工中心是一种科技含量高、精度高、专门用于加工复杂曲面的机床,此类产品技术水平对一个国家的综合制造能力具有重要影响力。

 

    在4月由中国机床工具工业协会主办的第十七届中国国际机床展览会(CIMT2021)上,展出了多种类型的五轴立、卧式加工中心,欧美日知名品牌悉数参展。国内机床企业五轴加工中心也如雨后春笋,北京精雕的产品已系列化,主打高精密模具加工;大连科德五轴加工中心近几年获得长足发展,数控系统、核心功能部件自主化,主打复杂零件加工。本届展会五轴加工中心工作台面以φ400mm-φ630mm居多,其中多为AC或BC轴结构。

 

    1. 应用领域及典型工件

 

    五轴加工中心可以实现一次装夹完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工,通过五轴五联动还可加工复杂零件的自由曲面,减少了多次装夹造成的重复定位误差,缩短了上下料的辅助时间,降低了多序加工时的设备采购成本和工装夹具的使用成本,提高了产品的加工精度和加工效率。目前主要应用于航空航天、军工、汽车、医疗、精密模具等领域。五轴加工中心加工的典型零件主要有航空发动机叶轮、叶片,船用螺旋桨,重型发电机转子,汽轮机转子,义齿模具,轮胎模具等。

 

    2. 机床典型结构

 

    五轴加工中心的运动轴大多采用3+2的结构,即由X、Y、Z 三个直线运动轴加上两个旋转轴(即A/B、A/C 或B/C)组成。由两个旋转轴组合形式可将其大体分为双轴转台(摇篮式)、单转台加单摆头式(一摆一转式)和双摆头式三种形式。

 

    二、部分展商及展品

 

    1.德玛吉森精机(DMG MORI)

 

    本次展会,DMG MORI 展出的第三代DMU50 是典型的B/C 结构五轴立式加工中心,该产品也是德马吉在国内五轴市场上的主打产品,销量最大。

 

    第三代DMU50 采用一体式床身,具有更好的刚性。采用全面冷却措施,使机床长期保持高精度。同时三轴采用全闭环控制,配备了光栅尺进行位置反馈,提高机床的定位精度。DMG 公司的DMU系列五轴立式加工中心可模块化配置自动线模块、交换工作台站、扩展刀库站,并与整机保持统一风格。

 

    该机X/Y/Z 轴行程650/520/475mm,快移速度42 m/min,B 轴摆动范围-35°/+110°,工作台直径φ630mm,工作台承重300kg,工件最大高度450mm,主轴转速20-15000r/min。

 

    2.科德数控股份有限公司

 

    科德数控长期聚焦五轴产品的开发,目前已研发出五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心、五轴铣车复合加工中心、五轴工具磨削中心、五轴高速桥式龙门加工中心、五轴卧式翻板加工中心、五轴叶片铣削加工中心等八大类产品。2020 年五轴产品合计销售200 余台。

 

    本次展会,科德数控展出四款产品,其中柔性制造单元代表集成加工及自动化解决方案的能力;KMC800SU 为其主打的五轴立加产品系列之一;德创系列两台展机为经济型产品,卧式五轴、立式五轴均从通用型卧加、立加发展而来。KMC800SU 五轴立式加工中心具有快移速度60m/min、加速度1g 的性能指标,相比传统机型具有更高的加工效率。

 

    3.埃弗米数控设备科技有限公司

 

    埃弗米公司成立于2015 年,位于广东省东莞市,公司专注于五轴立式加工中心产品的研发销售,产品已经系列化,当前销售型号分别为GMU-400、GMU-500、GMU-700、GMU-800,产品工作台面覆盖φ400mm- φ800mm。

 

    本次展会,埃弗米公司参展一款产品,型号为GMU-800,天车式结构,AC 轴摇篮转台,配海德汉数控系统。GMU-800 的X/Y/Z 轴行程为850/950/550mm,X/Y/Z 轴快移速度30/30/20m/min,A 轴摆动范围-120°/+120°,工作台直径φ800mm,工作台承重800kg,主轴转速20- 12000 r/min,主轴功率15.5/21.7kW,主轴扭矩85/119Nm,刀具数量32 把。

 

    4.牧野机床

 

    日本牧野的五轴卧加a500Z,采用冷却装置主动控制运动轴的温升,保证机床的精度稳定,还具有语音人机交互、防碰撞等智能功能。

 

    a500Z基于ROI(Return On Investment投资回报率)理念而设计,主轴的快速移动、快速定位、换刀等非切削时间均大幅缩短。在零件加工领域,减少非切削时间一直是一个亟待解决的问题,而a500Z 专注于此,从而助力用户提高产量和效率。

 

    5.宁江机床

 

    宁江机床展出了THM6363Ⅳ卧式五轴加工中心。该机床的定位精度能达到0.004mm,重复定位精度能达到0.002mm。经了解得知,宁江机床的卧式五轴加工中心有THM6350Ⅳ、THM6363Ⅳ、THM6380Ⅳ、THM63100Ⅳ、THM63120Ⅳ等五种规格。

 

    三、发展趋势

 

    从部分展品可以看出,当前制造技术的发展趋势有:提高自动化水平、广泛应用数字化技术、采用网络化管理、向智能化迈进。

 

    当前机床行业下游用户需求结构出现高端化发展态势,多个行业都将进行大范围、深层次的结构调整和升级改造,对于高质量、高技术水平机床产品需求迫切。总体上来说,中高档数控机床市场需求上升较快,用户需要更多高速、高精度、高刚度、大功率、复合、柔性、多轴联动、智能化的数控机床。

 

    汽车行业表现出生产大批量、多品种、车型更新更快的发展趋势,新能源汽车发展加速,从而要求加工设备朝着精密、高效、智能化方向不断发展。在航空航天领域,随着民用飞机需求量的上升以及军用飞机的跨代发展,新一代飞机朝着轻质化、高可靠性、长寿命、高隐身性、快速响应及低成本制造等方向发展,急切需要更先进的加工装备来承载。这些领域目前正处于调整和升级的关键时期,对五轴加工中心需求旺盛。

 

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