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CCMT2012观后感——落地铣镗床篇
Aug 2, 2012  来源:数控机床市场网  作者:昆明机床股份有限公司 罗永俊

      第七届中国数控机床展览会(CCMT2012)于2012年4月16日至21日在南京国际博览中心成功举办。此次盛会是我国在进入"十二五"以来首次举办的中国数控机床展览会,引起国内外机床制造商以及用户和相关业内人士高度关注。

  

      来自14个国家和地区的800余家机床工具行业制造商纷纷踊跃参展,其中来自国外的知名主机及机床功能附件制造商约150余家,国内大小厂商悉数到场。1100余台套设备争相亮相,琳琅满目。更有数十项国家重大科技专项成果展品展出,充分展示了我国机床工具行业在转变发展方式,大力进行产品结构调整,致力于核心技术创新方面取得的成就。

 

      由于展出产品种类繁多,本文立足于参展的产品,作简要评述。

 

      一、沈机集团昆明机床股份有限公司TH6920B

         
沈机集团昆明机床股份有限公司TH6920B
     

      作为国内著名的落地铣镗床厂家之一,昆明机床经过全新改进设计的TH6920B在本届展览会上惊艳亮相,引起众多关注。特别是亮丽的外观,整体设计简洁大方,造型更符合现代工业美学。整洁大方的外观能够更好的展示企业面貌,展示了该公司在不断创新,努力提高产品质量的决心。我们来分析下该展品的特点:

    

      1)主轴:主轴仍然是传统结构,由镗轴和空心铣轴组成,主轴轴承采用了转速高、精度高、刚性好的进口成组主轴轴承。主传统系统采用液压三档无级变速,主轴转速范围可到2-1500rpm。

  

      2)导轨:机床的X、Y、Z三个直线运动坐标导轨均采用贴塑滑动导轨与滚动导轨相结合的复合式导轨。复合式导轨具有接触刚度高、摩擦系数小、吸振性好、高频振动小、定位精度高、可以自润滑、维护简便等优点。

  

      3)直线运动进给机构:X向采用双电机驱动,能消除齿轮齿条的传动间隙,Y、Z、W向采用精密齿轮减速箱与进口滚珠丝杠副组成的传动机构。

 

      4)平衡机构及精度补偿:主轴箱的重量由放置在立柱内腔中的重锤平衡,主轴箱进给由滚珠丝杠实现。采用了传统的单滚珠丝杠驱动,双吊点钢丝绳平衡的结构。与众不同的是,在滑枕进给引起的主轴箱重心偏移而导致主轴箱发生偏转的精度补偿方面,该公司所采用的结构不同于传统的电子液压补偿机构,而采用了更简洁补偿精度更高的伺服电机+蜗轮蜗杆机构。大大提高了滑枕进给时的直线度。

 

      5)系统:采用德国SIEMENS公司840D数控系统及611D伺服驱动系统,可实现任意4轴联动加工。

 

      6)基础大件:均为优质铸件。保证机床具有良好的整体刚度和良好的吸震性能。

 

      机床主要技术参数表:

 

技术规格

单位

参数

主轴直径

mm

200

铣轴端部直径

mm

300

主轴锥孔

ISO50

主轴转速范围

rpm

2-1500

主电机功率

Kw

60/84

铣轴最大扭矩

Nm

12100

镗轴最大扭矩

Nm

6000

滑枕截面尺寸

mmXmm

480X580

立柱滑座最大行程(X)

mm

10000

主轴箱最大行程(Y)

mm

4000

滑枕最大行程(Z)

mm

1200

镗轴最大行程(W)

mm

1200

定位精度X/Y

mm/1000mm

0.02

Z/W

0.02

重复定位精度X/Y

mm/1000mm

0.012

Z/W

0.015

  

      二、上海三一精机有限公司MBF1660

             
上海三一精机有限公司MBF1660
  

       此次是上海三一精机有限公司首次在展览会上亮相。除了其他的展品,该公司还展出了一台MBF1660数控落地铣镗床。在外观上独具特色,不同于其他厂家的产品。三一精机是三一集团的全资子公司,三一集团在工程机械领域取得了很大的成就,实力雄厚,此次以三一精机进军机床领域,或多或少的会对这个行业产生一些影响。但机床产品本身要比工程机械复杂的多,对设计制造的要求高的多,所谓"冰冻三尺非一日之寒",高水平的机床产品并非一蹴而就,需要长久的积淀。那么让我们来看看他们首次展出的展品有哪些特点。

       

      1)基础大件:MBF1660立柱是大截面焊接结构。借助三一集团在工程机械领域的实力(焊接技术和工艺及退火等),三一精机对能够采用焊接结构的基础大件均采用了焊接结构。除了立柱,它的立柱滑座也采用了焊接结构。其余大件如床身则仍采用铸件。

 

      实际机床采用焊接结构大件的技术出现较早,最初起源于二战时期的德国,当初德国把大量钢铁材料用于制造军火,以至于战后机床被迫使用焊接件以减少钢材的使用量。1951年德国汉诺威机床展上即展出了五十多台采用焊接大件的机床。我国也在上个世纪五六十年代开始在机床上应用焊接结构件。 

 

      焊接结构大件与铸造大件相比,具有不需要木模、制造周期短、改型快、重量较轻、焊接所需设备比较简单和易于对焊接中出现的缺陷采取措施等优点。但因焊接件的焊缝需要加工,也存在切削加工工作量增多的缺点。因此一般多用于单件、中小批量生产的机床,特别是对重型和超重型机床,采用焊接结构件比较适宜。采用钢板焊接结构的大件有一些特殊问题,如钢板焊接件本身的阻尼能力较差,焊接过程中会产生变形和残余应力等问题。

   

      对于落地铣镗床这样的重型机床,现在一般是采用立柱移动式结构,往往要求惯性较小,因此采用焊接结构的立柱,重量更轻而刚性更好。而且重型机床往往是小批量生产,采用焊接件可以更快的缩短制造周期,更利于更改和改进,实现快速交货。实际上,采用焊接结构成本更低。

 

      除此之外,立柱和滑座均采用焊接结构,可以将滑座与立柱焊接成一体,更有利于提高整机的刚性。

 

      相比较国外,国内采用焊接结构件的厂家不多,主要是受焊接技术和工艺以及退火设备等条件限制。对重型和超重型机床大件,若采用钢板焊接结构,涉及到的焊接技术和工艺比较复杂,而且立柱这样的大型基础件,需要很大的退火设备,这样的设备往往投资比较大。

 

      2)导轨

 

      MBF1660采用了直线导轨。立柱(Y坐标)为三线轨结构,床身(X坐标)同样采用了直线导轨。相比较而言,这两个方向上国内厂家更多的采用了静压导轨和复合式导轨(滚滑复合)。而它的主轴箱(Z坐标)却采用了复合导轨。实际上采用何种导轨形式,一般各个厂家均不太一样,自然是各有优缺点。相比较而言,随着现代直线导轨技术的进展,重型机床也开始普遍采用直线导轨(一般国外厂家采用较多),以提高快速进给速度。但是对于主轴直径更大的产品,如立柱(Y坐标)上仍安装直线导轨并不合适。

 

      3)平衡结构及精度补偿

 

      MBF1660是采用油缸平衡主轴箱重量。补偿机构采用了钢丝绳"前拉后拽"的传统结构。它是前钢丝绳通过立柱顶端的滑轮机构在回绕到立柱底端,然后连接在主轴箱下方,后钢丝绳通过滑轮直接连接在平衡油缸上,在前钢丝绳与主轴箱连接处依然是采用传统的添加数字比例阀控制的油缸来对钢丝绳的拉力进行调整以达到补偿主轴箱由于滑枕进给时导致的微小偏转。相对于将油缸直接连接在主轴箱上,这种把油缸放在立柱背面的方式使立柱受力更加合理,有利于改善立柱由于受力不平衡而导致的"低头"。

 

      4)外观及其他附件

 

      MBF1660外观结构新颖独特,显得与众不同。附件如楼梯也显得简洁美观,但是笔者认为,对于楼梯这类涉及安全的部件,采用铝合金型材结构虽然显得美观,但安全性和实用性欠缺。所以基本上国内外厂家在重型机床上很少有采用铝合金件的,一则安全性不好,二则实用性不强。

 

      机床主要技术参数如下表

 

技术规格

单位

参数

主轴直径

mm

160

主轴锥孔

BT50

主轴最高转速

rpm

3000

主电机功率

Kw

37/51

铣轴最大扭矩

Nm

2035/2805

快速进给X/Y

m/min

20/20

快速进给Z/W

m/min

20/15

滑枕截面尺寸

mmXmm

480X500

立柱滑座最大行程(X)

mm

4000+NX1000

主轴箱最大行程(Y)

mm

2000-3000

滑枕最大行程(Z)

mm

800

镗轴最大行程(W)

mm

800

定位精度X/Y/Z/W

mm/1000mm

0.012

重复定位精度X/Y/Z/W

mm/1000mm

0.01

   

      三、山东法因数控机械股份有限公司FV200

       

山东法因数控机械股份有限公司FV200
      

     此次山东法因数控机械股份有限公司首次展出了其引进意大利colgar公司技术生产的FV200数控落地镗铣加工中心。因其实际并非国内技术生产,在此并不过多评论,从外形和技术参数上,基本与colgar公司原机型产品一致。其主要特点是:1)基础大件多为焊接结构。2)X、Y直线运动坐标是直线导轨。3)滑枕也带有增加滑枕移动刚性和平稳性的直线导轨。4)Z轴和Y轴装有液压斜楔式的减振装置,作用是在切削进给时可以减振,提高加工精度。

 

     四、芜湖恒升重型机床股份有限公司TK6920

    

         该公司展出的TK6920从  整体外观上看,并没有特别显著地特色,整体布局和防护以及颜色等等都显得非常传统,结实厚重。滑枕精度补偿结构也是采用了"前拉后拽"的方式。     

                   

      五、江苏新瑞重工科技有限公司TK6916

     

江苏新瑞重工科技有限公司TK6916
  

      江苏新瑞此次展出的TK6916从外观上来看,似乎相比较之前并没有太大的改变,沿用了过去的设计理念。不足之处是操作站显得过于简陋。其主传动系统为两档减速。该产品比较有特色的地方是X向为静压导轨,而Z轴为复合导轨,Y、W轴为滑动导轨。

   

      此次展览会上,落地镗展出并不多,且展出的产品并非新品,大部分是重新改进设计的产品。其他的厂家如齐二机床、武重集团、济南二机、中捷机床等都未展出落地镗产品。国外的厂家也只有意大利FPT展出了一台,西班牙JUARISTI公司也只有展台而没有展出产品。总的来说,在落地铣镗床领域国内厂家经过多年的发展已经取得了长足的进步,在一些关键技术如主轴系统、精度补偿技术等方面基本掌握,但在整机可靠性方面仍与发达国家产品存在差距,可靠性问题也许是国产数控机床通病,这也是一个复杂的系统工程,唯有经过长期的努力积淀并加快步伐才能够赶超国外水平,提升国产机床的水平。

        

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