宋現(xiàn)會(huì)，許蒲雙

淺析國(guó)外車(chē)削類機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)

宋現(xiàn)會(huì)，許蒲雙

（費(fèi)斯托（中國(guó)）有限公司，上海201206）

本文首先分析了國(guó)內(nèi)車(chē)削類機(jī)床的市場(chǎng)現(xiàn)狀，指出車(chē)床在進(jìn)口機(jī)床中占據(jù)了重要地位；然后以主要進(jìn)口車(chē)床廠家產(chǎn)品的功能特點(diǎn)為基礎(chǔ)，綜述了當(dāng)前數(shù)控車(chē)床的發(fā)展趨勢(shì)，并提出了車(chē)削類機(jī)床開(kāi)發(fā)的技術(shù)切入點(diǎn)。

車(chē)床；車(chē)削中心；馬扎克；大隈

1 車(chē)削類機(jī)床進(jìn)口現(xiàn)狀分析

近年來(lái)，隨著發(fā)達(dá)國(guó)家高端技術(shù)產(chǎn)品對(duì)華銷售的解禁，眾多國(guó)外品牌機(jī)床大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)已連續(xù)五年成為世界最大機(jī)床消費(fèi)國(guó)；歐洲、美國(guó)、日本、韓國(guó)以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)是我國(guó)機(jī)床進(jìn)口的主要來(lái)源，數(shù)控車(chē)床類機(jī)床進(jìn)口占進(jìn)口總額的兩成左右；其中日本車(chē)削類機(jī)床受到中高端用戶青睞，臺(tái)灣車(chē)床由于較高的性價(jià)比正不斷擠壓國(guó)內(nèi)廠家的市場(chǎng)份額。

隨著我國(guó)工業(yè)化發(fā)展，在未來(lái)數(shù)年內(nèi)我國(guó)對(duì)車(chē)削機(jī)床尤其是中高端的車(chē)削中心仍將保持一個(gè)較高的消費(fèi)需求，而在車(chē)削機(jī)床占比中，普通數(shù)控車(chē)床占比將會(huì)逐漸的下降，中高端車(chē)削機(jī)床的占比將會(huì)逐步提高。

2 車(chē)削類機(jī)床的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 馬扎克（MAZAK）與大隈（OKUMA）公司

山崎馬扎克是目前世界上最大的機(jī)床制造商，馬扎克車(chē)削數(shù)控車(chē)床以高效和高性價(jià)比，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有良好的口碑和極大的市場(chǎng)銷量。馬扎克1 000 mm以下加工直徑臥式車(chē)床主要分布有QTN（QSM）系列和ST（N）系列兩個(gè)大系列，此外還有緊湊型，多主軸多刀塔等一些低端或高端配置。

大隈公司作為世界著名機(jī)床設(shè)備制造商，其車(chē)削類產(chǎn)品占到公司銷售額的25%.大隈數(shù)控車(chē)床的一個(gè)顯著特點(diǎn)是全部采用滑動(dòng)導(dǎo)軌，故其產(chǎn)品以剛性好著稱。大隈的臥式數(shù)控車(chē)床根據(jù)結(jié)構(gòu)和定位主要有LCS系列、SPACE TURN LB系列、LB II系列、LT系列和LU系列。立式數(shù)控車(chē)床覆蓋加工直徑Φ400到Φ3500的范圍。

2.2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)對(duì)馬扎克、大隈車(chē)床產(chǎn)品的分析，同時(shí)也充分考慮其它知名車(chē)床廠家產(chǎn)品，比如森精機(jī)、中村留、德瑪吉和斯賓納等，可歸納出目前數(shù)控車(chē)床的發(fā)展具有如下明顯的特征。

高速化：高速是指高于平常幾倍甚至十幾倍的加工速度實(shí)現(xiàn)工件的高效加工，這主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是指主軸轉(zhuǎn)速高，主流車(chē)床產(chǎn)品一般在大型車(chē)床或低端配置中才使用交流伺服主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械主軸，轉(zhuǎn)速可達(dá)至6 000 r/min，而現(xiàn)在的高端配置車(chē)床都已經(jīng)采用電主軸結(jié)構(gòu)，由于是內(nèi)置電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有了中間機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可使主軸轉(zhuǎn)速得到極大提高，轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到10 000 r/min左右；二是指進(jìn)給速度高，采用滑動(dòng)導(dǎo)軌的進(jìn)給速度一般在20 m/min左右，采用滾動(dòng)導(dǎo)軌的進(jìn)給速度已可輕松達(dá)到30 m/min，而德瑪吉公司采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)后速度更是達(dá)到了60 m/min；高速化帶來(lái)了高效率，車(chē)床主軸配置的電機(jī)規(guī)格相比傳統(tǒng)車(chē)床提高明顯，更大的主軸電機(jī)也就意味著更高的金屬切除效率，表1展示了現(xiàn)代車(chē)床主軸的主流配置。

高精度：隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得納米級(jí)以上控制成為主流，工件加工的質(zhì)量得到極大的提高。國(guó)外知名機(jī)床廠家主流產(chǎn)品進(jìn)給軸的定位精度和重復(fù)定位精度均穩(wěn)定的保持在u級(jí)，工件真圓度已達(dá)到u級(jí)以下，大隈還在高端車(chē)削中心中開(kāi)發(fā)了主軸振動(dòng)抑制功能，主軸動(dòng)態(tài)精度非常出色。車(chē)床設(shè)計(jì)已經(jīng)從傳統(tǒng)的控制受力變形向控制機(jī)床的熱變形發(fā)展，熱親和、熱變位控制等概念成為眾多廠家的賣(mài)點(diǎn)。對(duì)于機(jī)床的常見(jiàn)發(fā)熱點(diǎn)都采用各種的防止熱變形的措施，熱變形補(bǔ)償技術(shù)在高端的車(chē)削中心中的到一定程度應(yīng)用。見(jiàn)表2.

表2 車(chē)床常見(jiàn)熱變形控制措施

復(fù)合化：復(fù)合是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)多種工序或工藝以集中完成對(duì)復(fù)雜零件的全部或大部分加工，機(jī)床功能的復(fù)合化減少了工件的裝夾次數(shù)，提高了加工精度和效率，節(jié)省了廠房占地面積和人工成本，復(fù)合化程度的高低已作為衡量現(xiàn)代高端通用機(jī)床加工能力的主要標(biāo)志性指標(biāo)；現(xiàn)代高端車(chē)床的復(fù)合化配置主要表現(xiàn)在正副雙主軸、前后或左右對(duì)置雙刀塔或四刀塔、同時(shí)增加Y軸、B軸和C軸功能等等。正副雙主軸可實(shí)現(xiàn)一次裝夾對(duì)回轉(zhuǎn)體零件的全部加工；多刀塔可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)工件進(jìn)行平衡加工；配置動(dòng)力刀塔和C軸功能的車(chē)削中心方便的實(shí)現(xiàn)了車(chē)削加工和銑削加工的復(fù)合化，將逐漸成為主流產(chǎn)品；配置Y軸和B軸的車(chē)床銑削能力更強(qiáng)，可應(yīng)對(duì)復(fù)雜零件加工。國(guó)外知名車(chē)床廠家的產(chǎn)品如馬扎克、大隈、DMG等均實(shí)現(xiàn)同平臺(tái)產(chǎn)品配置橫向的多樣化發(fā)展。

此外現(xiàn)代數(shù)控車(chē)床也更加注重智能化，節(jié)能環(huán)保，宜人性等能力擴(kuò)展。比如機(jī)床照明采用LED燈管、系統(tǒng)自動(dòng)待機(jī)、采用脂潤(rùn)滑代替油潤(rùn)滑、油污回收、語(yǔ)音識(shí)別、運(yùn)動(dòng)干涉預(yù)判等。

3 車(chē)削中心產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)切入點(diǎn)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展看，車(chē)削中心產(chǎn)品必定會(huì)向多刀塔、雙主軸、復(fù)合化、自動(dòng)化方向發(fā)展，這樣動(dòng)力刀塔和電主軸設(shè)計(jì)和制造就成為必須攻克及難點(diǎn)，也只有這樣才能獲得高的產(chǎn)品利潤(rùn)。縱觀目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，沈陽(yáng)機(jī)床、大連機(jī)床等已經(jīng)開(kāi)始在自己的低配產(chǎn)品中使用自己生產(chǎn)的液壓伺服動(dòng)力刀塔，而國(guó)外廠家、包括臺(tái)灣廠家無(wú)不使用自己生產(chǎn)的刀塔。

數(shù)控車(chē)削中心開(kāi)發(fā)的技術(shù)核心是動(dòng)力刀塔，動(dòng)力刀塔是發(fā)展車(chē)削中心必須突破的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)動(dòng)力刀塔也是車(chē)削中心的高利潤(rùn)點(diǎn)。目前知名車(chē)床廠家比如馬扎克、大隈、森精機(jī)、中村留、哈挺、哈斯、斗山、現(xiàn)代、程泰、臺(tái)中因代克斯等無(wú)一不是使用自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的動(dòng)力刀塔，國(guó)內(nèi)目前沈陽(yáng)和大連也能生產(chǎn)動(dòng)力刀塔，但可靠性稍差，屬于低配。

車(chē)削電主軸的裝配技術(shù)是車(chē)削中心的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在突破動(dòng)力刀塔和電主軸兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)后再向多主軸多刀塔高復(fù)合化的車(chē)削機(jī)床發(fā)展。

[1]王愛(ài)玲，武文革.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床（第二版）[M]．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.

[2]中國(guó)機(jī)床工具行業(yè)年報(bào)2012版．機(jī)電商報(bào)社出版，2012.

[3]MAZAk機(jī)床產(chǎn)品綜合樣本（2013版）.

[4]OKUMA機(jī)床產(chǎn)品綜合樣本（2012版）.

Development Trend of Foreign Turning Machine

SONG Xian-hui，XU Pu-shuang
（Forster(China)Co.，Ltd.，Shanghai 201206，Chian）

This paper analyzes the market situation of domestic turning machine at first，and showing that the lathe occupies an important position in imported machines；Then it reviews the current development tendency of CNC

machines based on mainly import manufacturers’characteristics and functions，and put out the research point.

lathe；turning machine；mazak；okuma

TG51

A

1672-545X（2017）07-0275-02

2017-04-09

宋現(xiàn)會(huì)（1984-），男，山東人，研究生，機(jī)械主管，研究方向：機(jī)電一體化。