由中国机床工具工业协会主办的第十三届中国国际机床展览会（CIMT2013），于2013年4月22-27日在北京中国国际展览中心举办，本次展会以"创新•可持续发展"为主题拉开序幕，引领五轴机床技术发展的制造商带着自己的杰作都悉数登场，为业界带来五轴机床的饕餮盛宴。有来自瑞士的阿奇•夏米尔（ MIKRON HEM500U、MIKRON HPM450U、MIKRON HSM400ULP）、威力铭-马科黛尔WILLEMIN-MACODEL（308S、408B、408S2、508MT）、斯达拉格starrag(S-191\LX151)，来自德国哈默HERMLE（C42U）、巨浪chiron、德马吉、GROB（GA350），来自日本的牧野MAKINO(a61nx-5E)、马扎克Mazak（VARIAXIS j-500\ VARIAXIS j-600）、来自中国台湾威立UG800、北京机电院机床有限公司、大连科德等。

      五轴机床适用于通用机械加工、模具制造、汽车、航空航天、船舶、石油化工、通讯、半导体及医疗器械各个领域。

一、   国内展品理念翻新，特色鲜明

      1. 北京机电院机床有限公司展出了作为北京"精机工程"之一的"XKH系列五轴联动叶片加工中心产业化"项目内容之一的XKH800Z（见图一），它也是国家重大专项"透平机械叶片制造应用国产高档数控机床示范工程"项目。采用全闭环控制，保证高的精度。头架、尾架同步直驱。高刚性、大功率、高速电主轴。工件主轴具有自动装卡工件的功能，尾架装有自动定心夹紧机构，尾架可以快速趋近零件，自动定心顶紧夹持好自动松开退回的功能，机床配有桁架式机械手，实现叶片零件的自动上下料及自动加工。

      2.大连科德数控有限公司展出VGW400-U五轴立式铣削加工中心（见图2），采用龙门框架设计，床身采用矿物铸件，刀具实现X、Y、Z轴直线移动，工件实现两个回转运动A、C，此机床所采用的数控系统、电源及伺服驱动器、伺服电机、力矩电机、主轴电机、传感器全部由大连光洋自主研发制造。

二、  国际知名厂商五轴新品层出不穷

      1. 瑞士阿奇•夏米尔 MIKRON HEM500U、MIKRON HPM450U、MIKRON HSM400U LP

      全新设计研发的定位于通用零件加工的高效五轴立式加工中心MIKRON HEM500U（见图3），采用立柱型框架结构，三个直线轴都位于床身上端，带动刀具运动，B、C旋转摆动轴的运动来带动工件的运动。B轴一改传统的单臂支撑，采用双支撑增加刚性。并增加了摆动范围为-65°/+110°，可配置ITC智能热控制系统加工高精度零件。MIKRON HEM500U的结构紧凑，方便装卸重型工件，与以往机型相比，操作更加人性化，体现在易接近性和可视性好。

      超精密高速铣削加工中心MIKRON HSM400U LP 用于超精密加工和超高表面质量质量加工，采用人造大理石床身和封闭O型结构，可以有效吸收高加速度时产生的冲击力，保证加工质量，0.0001mm的插补精度保证高的加工精度。主轴转速有30000rpm,42000 rpm,54000 rpm三种选择，适用于医疗、汽车等行业。

图5                                                 图4

      2. 瑞士威力铭-马科黛尔公司（WILLEMIN-MACODEL）展出308S、408B、408S2、508MT四台五轴联动加工中心，其中308S加工中心（见图4），可实现各类材料的复杂工件加工（如钛合金、铬钴合金、氧化锆及稀有金属等）该机床结构小巧紧凑，最小占地面积仅为800mm´1435mm，用在医疗行业可以作为医生的工作台，操作方便。"抓取"型刀库（见图5）垂直装于导轨上，换刀过程为：B轴摆动到90°，刀库下移到换刀位，X、Z坐标带动主轴移动到换刀位，B轴旋转到0°，Z轴向下移动实现还刀动作，刀库旋转到主轴抓取刀位实现取刀完成整个换刀动作。刀库在切削区上方的设计，使刀库便于防护，且减少占地面积。

      3.德马吉五轴机床结构形式多样化是其最大特色， DMU50数控万能铣削加工中心（见图6），刀具做三个直线轴X/Y/Z的移动，滑板在床身上做X方向移动，滑座在滑板上做Y轴移动，主轴箱在滑座上实现Z轴移动。工件做B、C轴回转，B轴为单支撑，摆动范围-5°/+110°，盘式刀库直接换刀。

图7

      DMU65monoBLOCK五轴万能铣削加工中心（见图7），刀具的三个直线轴运动与DMU50不同，从第一层开始为Y/X/Z的顺序，即横梁在床身上做Y轴移动，滑座在横梁上实现X轴移动，主轴箱在滑座上实现Z轴移动。双摆转台实现工件的A、C轴回转。且工作台有6 种形式可选，分别为刚性工作台、A轴蜗轮蜗杆单驱、A轴蜗轮蜗杆双驱、力矩电机直驱、带窄摆桥的回转工作台、用于托盘更换装置的回转工作台。大开门设计，最大开门1900mm，可从工作台中心上方起吊工件。

      DMU80 eVo linear为优化的龙门结构，结构紧凑，工件的两个回转运动为空间摆角（见图8），X、Y轴布局也很有特色（见图9）。

      

图 8                                                           图 9

      DIXI210（见图10）为德马吉（DECKEL MAHO Pfronten工厂）和森精机（DIXI瑞士工厂）联合研发，刀具实现Z/X移动及B轴回转运动，B轴的设计获得专利保护，凭借数控摆动铣削头在轴旋转中心点的加工获得更好的稳定性和精度。Z轴为双驱动设计，工件实现Z轴及C轴回转运动。机床特点为精度高、导轨面超过500小时的手工刮研，对发热部件进行温度控制，空间精度小于0.035mm，所有轴定位精度为0.004mm（ISO230-2）。机床整体采用模块化设计，根据加工零件的需求，主轴有六种规格（转速、功率、扭矩）的选择，铣削头可选A轴、B轴及带变速箱的B轴，X/Y/Z轴行程1800/2100/1250mm，工件最大重量为8000kg。

图10

      4.德国哈默HERMLE展出的高动态型C42U（见图11），三个直线轴在工作区域上方，Y轴为四个交错排列的导轨，各一个滑块，根据切削受力分析达到理想的动力平衡。且Y轴丝杠驱动为中心驱动，达到高动态特性。工作台采用模块化设计，使工作台选项多样化可以进行三轴、四轴、五轴的选择。

图11

      5．日本牧野MAKINO展出五轴卧式加工中心a61nx-5E（见图12），工作台面与水平面呈垂直放置，刀具做X、Y轴运动，工件做Z轴移动及B、C轴回转运动。B、C轴采用力矩电机直接驱动。此台机床的创新点在于托盘的交换设计。通常在5轴卧式加工中心上很难装夹工件，a61nx-5E具备特有的托盘交换装置和托盘储放装置使工件可以水平装夹，同时吊具可以完全接近夹具和工件。托盘交换过程如下：加工工作台回转、移动到交换位置(见图13)，交换托盘向上移动使加工工作台面脱开，交换托盘旋转180°（见图14），交换托盘落下到位完成交换（见图15）。

       图  12                                                                     图  13

         图 14                                                              图 15

三、结束语

      通过CIMT2013可以看出，五轴联动加工中心的机床主机设计上向着高速、高精、高效发展，并且满足不同零件需求的结构多样化、主轴及转台的模块化设计根据工件材料、精度、切削要素进行不同的选择搭配，外围部件的设计更加人性化，符合人体工程学的大罩设计，大开门、大窗户、保证良好的光线和清晰可见的加工过程。沉重的工件可以很容易的使用天车进行装卸。在生产制造方面国外知名机床制造厂商向着本地化发展，降低成本，提高产品性价比，增强市场竞争力。