中捷機(jī)床有限公司　高明明

重型數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與展望

中捷機(jī)床有限公司高明明

和煦的清風(fēng)吹拂著初春的上海，CCMT2016第九屆中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)，于2016年4月11日-4月15日在上海新國(guó)際博覽中心如約舉行。本屆展會(huì)以“新環(huán)境·新格局·新作為”為主題，是在“十三五”開(kāi)局之年舉辦的一次機(jī)床展覽盛會(huì)。共有來(lái)自中國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、日本、意大利、瑞士、英國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等20多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的1100余家機(jī)床工具企業(yè)參展，其中境外展商近400家，展出面積占總面積的比例近40%。德國(guó)、美國(guó)、瑞士、意大利、韓國(guó)、西班牙、日本、捷克和臺(tái)灣地區(qū)等9個(gè)國(guó)家和地區(qū)的機(jī)床協(xié)會(huì)和貿(mào)促機(jī)構(gòu)也組團(tuán)參展。展會(huì)展示了國(guó)內(nèi)企業(yè)在新環(huán)境下取得的豐碩成果，為我國(guó)機(jī)床制造業(yè)帶來(lái)了新的空氣，也為制造商和用戶之間搭建了良好的交流平臺(tái)。

目前，中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)正處于轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段，航空航天、國(guó)防軍工、能源、軌道交通、船舶、工程機(jī)械等行業(yè)均需要大量的中高端重型、超重型機(jī)床，為我國(guó)重型機(jī)床行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了巨大市場(chǎng)空間，為轉(zhuǎn)型升級(jí)帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，國(guó)內(nèi)制造業(yè)將進(jìn)入新的發(fā)展期。近幾年來(lái)，在國(guó)家“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)的牽引下，相繼研制出了一大批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中高檔數(shù)控重型機(jī)床，除少數(shù)高檔高精密重型機(jī)床產(chǎn)品國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)外，已基本能滿足市場(chǎng)需要，且產(chǎn)品的技術(shù)水平已經(jīng)接近或達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。因此，國(guó)內(nèi)重型機(jī)床已經(jīng)初步具備了與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品水平競(jìng)爭(zhēng)的基礎(chǔ)和條件。本次展會(huì)的重大型數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品在外觀、性能和精度上都有了顯著的提高，科技感十足，充分體現(xiàn)了本次展會(huì)的主題。

一、部分典型展品

1.重型數(shù)控車床

浙江日發(fā)紐蘭德機(jī)床有限責(zé)任公司展出了RNCK5316數(shù)控立車，具備車、銑、磨功能，可以完成車內(nèi)孔、外圓端面、磨削內(nèi)孔、外圓面、磨削錐面、內(nèi)外圓弧面加工，并能夠通過(guò)三軸三聯(lián)動(dòng)方式完成銑削曲面、鏜孔、圓周鉆鉸孔、攻絲等功能；一次裝夾可完成車、銑、鉆等粗、精加工，是中大型精密零件加工必備的加工設(shè)備。其最大車削直徑1600mm，工作臺(tái)直徑125mm，最大車削高度1000mm，加高車削高度1600mm，最大工作臺(tái)載重12000kg。工作臺(tái)回轉(zhuǎn)使用具有專利的預(yù)負(fù)荷和高轉(zhuǎn)速油潤(rùn)技術(shù)的大型交叉圓錐滾柱軸承，確保高效性載荷能力，并且增加了剛性和精度；最大轉(zhuǎn)速為650r/min，主電機(jī)功率60kW，工作臺(tái)最大扭矩20000N·m；X軸行程-100～1500mm， Z軸行程800mm，橫梁升降行程600mm，X、Z軸快移速度12000mm/min，最大進(jìn)給速度為5000mm/min。采用雙頭絲杠驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的蝸輪-蝸桿減速箱，實(shí)現(xiàn)橫梁升降的同步。X軸導(dǎo)軌采用滾滑復(fù)合導(dǎo)軌，綜合了滑動(dòng)導(dǎo)軌的剛度、阻尼優(yōu)點(diǎn)和線軌的高精度優(yōu)點(diǎn)，使機(jī)床長(zhǎng)期保持高精度和耐用性，X、Z軸定位精度0.01mm/m，重復(fù)定位精度0.005mm/m，轉(zhuǎn)臺(tái)最大端面跳動(dòng)0.012mm，工作臺(tái)徑向跳動(dòng)0.012mm。

圖2　CKQ61100×6000數(shù)控臥車

由上海機(jī)床廠展出的CKQ61100×6000數(shù)控臥車，重在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上全新開(kāi)發(fā)、研制的高性能高精度數(shù)控臥式機(jī)床。主要配套件均按德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)選用世界品牌，生產(chǎn)過(guò)程中大量采用德國(guó)先進(jìn)成熟工藝方法和手段，精心制作，體現(xiàn)了德國(guó)品質(zhì)、中國(guó)制造的產(chǎn)品特征。該機(jī)床采用程序控制方式，能對(duì)軸套類、盤類零件進(jìn)行圓柱面、圓錐面、圓弧面等復(fù)雜型面的切削加工，并可進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔、各種螺紋等加工，適宜多品種、小批量、高精度零件的自動(dòng)切削，也可適用于大批量加工，從而保證零件加工尺寸的一致性，提高加工質(zhì)量和效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

其機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)為中心高530mm，床身最大回轉(zhuǎn)直徑1000mm，拖板上最大回轉(zhuǎn)直徑650mm，最大加工長(zhǎng)度6000mm，主軸轉(zhuǎn)速范圍3.5～710r/min，最大工件重量5000kg，機(jī)床外形尺寸9170×2520×2230mm，機(jī)床總功率5 5 k W，主軸連續(xù)/3 0分鐘最大扭矩5000～6000N m，機(jī)床重量26t，Z向進(jìn)給伺服電機(jī)扭矩36N m，X向進(jìn)給伺服電機(jī)扭矩27N m，數(shù)控系統(tǒng)采用SIEMENS 828D，加工圓度0.005mm，尺寸精度IT6，圓柱度0.025/500mm，表面粗糙度Ra≤1.6μm。

2.落地式銑鏜床

FBM3016 數(shù)控落地銑鏜床是山東威達(dá)重工自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的重型數(shù)控臥式銑鏜床。整機(jī)結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，外形美觀大方。FBM3016 數(shù)控落地銑鏜床基本配置為X、Y、Z三軸聯(lián)動(dòng)，主電機(jī)為大功率伺服電機(jī)，可進(jìn)行銑削、攻絲和各種曲面加工。機(jī)床有多種固定循環(huán)，如端銑、鉆孔、鉆臺(tái)階孔、锪孔等供用戶自主選擇。機(jī)床換刀、加工均由預(yù)設(shè)程序自動(dòng)控制，且換刀過(guò)程中 配置主軸中心吹氣，以保持刀柄和錐孔的清潔度。機(jī)床的自動(dòng)化程度高、適應(yīng)面廣，可在一次裝夾中完成多種工序粗、精加工，廣泛適用于航空航天、軍工、模具、汽車、內(nèi)燃機(jī)、紡織機(jī)械、化工、石油、電子等行業(yè)的機(jī)械加工。該機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)為工作臺(tái)面積3000×1600mm，工作臺(tái)大型槽寬度為36mm，T型槽數(shù)量為6，工作臺(tái)最大承載（均載）50000kg，縱向行程（X）3000mm，溜板垂向行程（Y）1600mm，滑枕銑頭橫向行程（Z）800mm，主軸端面至工作臺(tái)中心距離500～1300mm，主軸端頭規(guī)格BT50，主軸轉(zhuǎn)速0～4000r/min，進(jìn)給速度X、Y、Z軸1～5000mm / min，快速移動(dòng)范圍X/Z軸1～8000、Y軸1～6000，主電機(jī)功率（連續(xù)/S6-60%）30/37kW，X向進(jìn)給電機(jī)功率7kW，Y向進(jìn)給電機(jī)功率7kW，Z向進(jìn)給電機(jī)功率4kW機(jī)床外形7500×6000×4500mm。

圖3　FBM3016 數(shù)控落地銑鏜床

圖4　MAR-500H臥式加工中心

3.臥式加工中心

MAR-500H臥式加工中心是由北京北一機(jī)床股份有限公司展出的，其優(yōu)勢(shì)亮點(diǎn)在于高速度、高精度、超強(qiáng)力、高環(huán)保性，節(jié)省能耗、工作環(huán)境更加舒適，Hi-Cut 功能可以實(shí)現(xiàn)高速切削拐角時(shí)不會(huì)產(chǎn)生塌角；采用坐標(biāo)鏜床式及有限元分析方法設(shè)計(jì)的高剛性及高穩(wěn)定性床身，厚壁工作臺(tái)結(jié)構(gòu)具有高防震性能；可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定加工：抑制熱變形，防止熱源生成（切削和冷卻液）其主要技術(shù)參數(shù)為X軸行程（立柱左右移動(dòng)）700mm，Y軸行程（主軸頭上下移動(dòng)）800mm，Z軸行程（工作臺(tái)前后移動(dòng)）700mm ，托板尺寸500 × 500mm；分度角度1°，最大承載工件尺寸 Φ800×900mm，最大承載重量 800kg，主軸轉(zhuǎn)速50～5，000r/min ，快速進(jìn)給速度（X，Y，Z）40m/min ，切削進(jìn)給速度（X，Y，Z）0.001～40m/min ，主軸電機(jī) （VAC）20/15 kW （10分鐘/連續(xù)），刀柄型式 BT50 ，定位精度±0.004mm/全行程，重復(fù)定位精度±0.0015mm，數(shù)控裝置 OSP-SUITE 。

4.大型龍門加工中心

紐威數(shù)控設(shè)備（蘇州）有限公司展出的PM1630HA型龍門加工中心主要適用于航空、航天、汽車、軍工、能源、信息、模具等行業(yè)的零件加工，以加工黑色和有色金屬中小型復(fù)雜零件為對(duì)象，具有高速、高精度、高柔性、環(huán)保等特點(diǎn)，其性能指標(biāo)提供精指標(biāo)完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品經(jīng)模塊化設(shè)計(jì)，可以按市場(chǎng)需求進(jìn)行產(chǎn)品系列化制造，其良好性能價(jià)格比是國(guó)內(nèi)外客戶的最佳選擇。其主要技術(shù)參數(shù)為，工作臺(tái)行程（X軸）3200mm，滑鞍行程（Y軸）2300+400mm（換刀行程），主軸箱行程（Z軸）1000mm，主軸端面到工作臺(tái)面距離200～1200mm，兩立柱之間距離2300mm，工作臺(tái)尺寸1600×3000mm，工作臺(tái)承重10000kg，T型槽尺寸22×11（寬×個(gè)數(shù)），刀柄規(guī)格BT50，拉釘規(guī)格P50T-1（MAS403），轉(zhuǎn)數(shù)范圍40～6000r/min，最大輸出扭矩770/910N.m，主軸電機(jī)功率400×400mm，削進(jìn)給速度范圍10/10/10m/min，X、Y、Z軸快移速度20/18/15m/min，機(jī)床外形尺寸8500×5500×5400mm，主機(jī)重量32000kg。

圖6　YHMC-GB6555SF5橋式五軸加工中心

5.橋式五軸加工中心

山東永華機(jī)械有限公司展出的YHMC-GB6555SF5橋式五軸加工中心，是針對(duì)于大型特種材料工件高精密加工的先進(jìn)設(shè)備，與德國(guó)ROTTLER公司合作設(shè)計(jì)制造的高性能五軸橋式龍門加工中心，可廣泛應(yīng)用于航空航天、模具制造、船舶發(fā)動(dòng)機(jī)等行業(yè)的大中型復(fù)雜零部件的加工要求。“拱形散射”筋板的橫梁結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高剛性大跨距橫梁的輕量化，有效控制了大跨距橫梁的靜、動(dòng)態(tài)變形異況；兩側(cè)立柱墻板主體材質(zhì)選用礦物鑄造材料，提高機(jī)床剛性、抗震性，降低機(jī)床熱變形，提升機(jī)床的精度保持性、可靠性。Z軸采用滾動(dòng)導(dǎo)軌塊結(jié)構(gòu)，有效提升Z軸的快速進(jìn)給，優(yōu)化了滑枕的抗震性、切削剛性，保證了對(duì)于冷硬模具鋼、鈦合金等特殊材料的硬銑削時(shí)工件的高精度、高光潔度。雙驅(qū)同步控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)高加速度情況下運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性?？纱钆涠喾N數(shù)控系統(tǒng)。其主要技術(shù)參數(shù)為工作臺(tái)尺寸（寬×長(zhǎng)）4000mm×6000mm，兩立柱間距（不包括內(nèi)部的金屬板）5500mm，主軸鼻端至工作臺(tái)距離200～1700mm，T型槽寬度28mm，T型槽間距250 mm工作臺(tái)最大承重5000kg/m2，X軸行程16500 mm，X軸進(jìn)給速率10～20000mm/min，X軸快移速度20000mm/min，Y軸行程4000mm，Y軸進(jìn)給速率10-20000mm/min，Y軸快移速度20000mm/min，Z軸行程1000mm，Z軸進(jìn)給速率10～20000mm/min，Z軸快移速度20000mm/min，主軸箱尺寸600mm×600mm，主電機(jī)功率60kW，主軸轉(zhuǎn)速12000r/min，最大輸出扭矩344N m，C軸速率60r/min，C軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度±360°，A軸速率60rpm，A軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度±105°，主軸型式HSKA100，X軸定位精度（閉環(huán)）：0.06mm/全行程，Y軸定位精度（閉環(huán)）：0.04mm/全行程，Z軸定位精度（閉環(huán)）：0.02mm/全行程，C軸定位精度（閉環(huán)）±3＂，A軸定位精度（閉環(huán)）±5＂，X軸重復(fù)定位精度（閉環(huán)）：0.012mm，Y軸重復(fù)定位精度（閉環(huán)）0.012mm，Z軸：重復(fù)定位精度（閉環(huán)）0.012mm。

二、重型機(jī)床行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向

我國(guó)重型機(jī)床行業(yè)經(jīng)過(guò)近十年的高速發(fā)展，無(wú)論是生產(chǎn)能力還是產(chǎn)品技術(shù)水平都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。但是，從本屆展會(huì)總體上來(lái)看，我國(guó)重型機(jī)床產(chǎn)品水平距國(guó)際先進(jìn)水平還有很大差距，還處于國(guó)際分工和產(chǎn)業(yè)鏈的中低端。由于中高檔重型機(jī)床產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，目前還無(wú)法與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品相抗衡。國(guó)產(chǎn)重型機(jī)床與國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品的差距主要體現(xiàn)在：機(jī)床可靠性、穩(wěn)定性不高，整體機(jī)床制造工藝水平與質(zhì)量有欠缺，核心運(yùn)行部件的技術(shù)水平有待提升，以及全面解決方案的能力不足等方面，這已成為國(guó)產(chǎn)重型機(jī)床產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)期處于被動(dòng)地位的主要原因之一。

加強(qiáng)創(chuàng)新能力建設(shè)，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力是促進(jìn)重型機(jī)床行業(yè)發(fā)展的有效途徑，具體內(nèi)容體現(xiàn)在以下八個(gè)方面：

（1）盡快建立起以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系。依據(jù)我國(guó)國(guó)情，充分發(fā)揮企業(yè)作為創(chuàng)新主體的作用，以有利于整合各方資源和調(diào)動(dòng)科研人員積極性為出發(fā)點(diǎn)，探索構(gòu)建適合我國(guó)國(guó)情的重型機(jī)床行業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)或院所，建立完備的重型機(jī)床研發(fā)創(chuàng)新和試驗(yàn)檢測(cè)體系。要鼓勵(lì)企業(yè)加大創(chuàng)新投入，盡快改變目前我國(guó)重型機(jī)床行業(yè)技術(shù)研發(fā)能力較弱或缺失的現(xiàn)狀。

（2）企業(yè)要向差異化、特性化、定制化方向發(fā)展。企業(yè)要依據(jù)自身的特點(diǎn)，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)性和產(chǎn)品質(zhì)量上下真功夫，制定出符合市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展戰(zhàn)略和方向，要有所為有所不為，要專心做精益、特色產(chǎn)品，形成差異化的發(fā)展格局，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

（3）通過(guò)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。國(guó)家或行業(yè)應(yīng)采取必要措施和制定相關(guān)的政策法規(guī)及市場(chǎng)規(guī)則，建立起良性的社會(huì)信用體系，打造公平競(jìng)爭(zhēng)平臺(tái)，構(gòu)建起我國(guó)良好的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和秩序?？砂凑諊?guó)際通行慣例，建立“企業(yè)黑名單”制度，讓惡性競(jìng)爭(zhēng)者、損害消費(fèi)者權(quán)益的行為無(wú)生存的土壤和空間。

（4）全面提高中高檔重型機(jī)床的可靠性、穩(wěn)定性。這是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涉及到研發(fā)、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、制造、裝配、外購(gòu)配套件、材料、服務(wù)、用戶等企業(yè)內(nèi)外的眾多環(huán)節(jié)。企業(yè)首先要以市場(chǎng)為出發(fā)點(diǎn)，加大企業(yè)自主創(chuàng)新投入力度，構(gòu)建完備的研發(fā)創(chuàng)新、試驗(yàn)、檢測(cè)體系，從影響機(jī)床的可靠性、穩(wěn)定性的因素入手，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)技術(shù)的試驗(yàn)和研究，致力于對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)的 “瓶頸”取得突破。

（5）提高為用戶提供成套解決方案的能力。進(jìn)入新世紀(jì)后，企業(yè)不僅要做出高品質(zhì)的重型機(jī)床，同時(shí)還要具備為用戶提供成套解決方案服務(wù)的能力。它涵蓋了用戶的加工工藝、刀具的選用、夾具、軟件編程、測(cè)量檢測(cè)、裝備維護(hù)與使用、遠(yuǎn)程診斷等諸多內(nèi)容。提高以整體解決方案服務(wù)能力為特征的全方位優(yōu)質(zhì)服務(wù)，已成為我國(guó)重型機(jī)床行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

（6）著力推動(dòng)傳統(tǒng)加工制造向價(jià)值鏈的高端延伸。實(shí)現(xiàn)制造業(yè)從低端向高端轉(zhuǎn)型升級(jí)主要有兩條途徑，一是向全球制造產(chǎn)業(yè)鏈的高端，即向高附加值、高技術(shù)含量的裝備產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展；二是制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，是依托已有的裝備制造業(yè)基礎(chǔ)，推動(dòng)傳統(tǒng)加工制造向價(jià)值鏈的高端延伸。

（7）加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)。要積極培養(yǎng)一大批高素質(zhì)的一線工程技術(shù)人員和產(chǎn)業(yè)技術(shù)工人隊(duì)伍。首先，要在觀念上倡導(dǎo)尊重產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員和技術(shù)工人的社會(huì)氛圍。同時(shí)，要努力改變目前產(chǎn)業(yè)一線員工的現(xiàn)狀，提高其社會(huì)地位和待遇，完善社會(huì)保障體系，保證產(chǎn)業(yè)一線員工能夠得到體面的生活。這將有助于我國(guó)裝備制造業(yè)再造質(zhì)量型的人口紅利優(yōu)勢(shì)。

三、結(jié)語(yǔ)

重型機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值在近三年連續(xù)大幅下降，面臨的形勢(shì)不容樂(lè)觀。當(dāng)前面對(duì)的困難不是單純的市場(chǎng)需求畏縮，而是要進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，盡快擺脫產(chǎn)能過(guò)剩的被動(dòng)局面。

從國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求特點(diǎn)可以看出，今后市場(chǎng)將圍繞高檔數(shù)控機(jī)床競(jìng)爭(zhēng)，世界各國(guó)都在轉(zhuǎn)型升級(jí)，以先進(jìn)技術(shù)再造裝備制造業(yè)。重型機(jī)床行業(yè)應(yīng)順應(yīng)這一新趨勢(shì)，強(qiáng)化集設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、制造、服務(wù)、應(yīng)用于一體的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力，全面提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)做好充分準(zhǔn)備，開(kāi)創(chuàng)重型機(jī)床發(fā)展的新局面?！?/p>