機床重點用戶基礎裝備需求分析（二）

　　(4)五軸立式加工中心 (主軸4、B軸擺動)。主要用于飛機機體整體框架、壁板、梁等零件的加工。主要參數：工作臺寬度700～900mm、長度1500～4000mm、主軸轉速6000r/min或12000r/min、主軸功率22～30kW、A/B軸擺動角度±25°～±30°。國外可供參考產品有美國Cincinnati Lamb公司V5系列五軸立式加工中心、意大利Sachman Rambau.dj公司Ranmlatic系列五軸立式加工中心。

    (5)五軸龍門加工中心(主軸/4、B軸擺動)。主要用于飛機機體大型整體框架、壁板、梁等零件的加工。主要參數：工作臺寬度2000～3000mm、長度3000～8000mm、其它參數同上。國外可供參考產品有法國Forest Line公司和意大利Saehman Ram-baudi公司的五軸龍門加工中心。

    (6)葉片加工中心。主要用于高效加工燃氣輪機和發動機葉片。國外可供參考產品：瑞士Starrag公司HX系列單主軸和多主軸葉片加工中心、意大利C.B.Ferrari公司葉片加工中心。

    

    (7)精密臥式加工中心。國產臥式加工中心與國外臥式加工中心的主要差距之一是機床沒有溫度補償系統，精度穩定性相對較差，特別是大規格的臥式加工中心(工作1000mm以上的)。國外精密臥式加工中心的定位精度已接近坐標鏜銑床的精度，如瑞士Starrag公司的STC系列和HEC系列產品、瑞士Dixi公司DHP系列產品。

    

    3 數控銑床類
    重點是開發3000mm以上大規格橋式和龍門移動式五軸龍門銑床，滿足航空航天工業的需要。其中關鍵技術之一是力矩電機驅動的雙擺角銑頭，目前國內機床廠大多選用從德國Cytec公司進口。高效數控專用銑床也是急需開發的，如Boehringer公司VDF315 OM-4數控曲軸高速外銑床和VDF KWl325數控曲軸內銑床、Ex-ce-llo／公司XK22.5球道保持器數控銑床等。

    

    4 數控磨床類
    (1)高精度數控萬能磨床。工件頭架撥盤徑向和端面跳動小于0.0002～0.0005mm，砂輪架具有垂直回轉的B軸，4軸聯動(X、Z、C、B軸)，數控分辨率0.0001mm。國外可供參考產品有瑞士Studer公司高精度萬能數控磨床、瑞士Kellenberger公司KEL系列高精度萬能數控磨床。

    (2)高精度閥座和中空座面復合磨床。國外可供參考產品有美國HARDINGE TRIPET公司TST系列數控精密內孔磨床、瑞典UVA公司NOMYLINE系列數控精密內孔磨床。

    (3)數控凸輪軸磨床。用于汽車和船用發動機凸輪軸高速精加工(采用CBN砂輪，線速度l00m/s以上，單磨頭或雙磨頭)。國外可供參考產品有德國Studer SCHAUDT公司PF系列、德國Emag Kopp公司SN系列、德國Junker公司JUCAM系列。

    (4)數控曲軸磨床。用于汽車和船用發動機曲軸精加工，特別是大型數控曲軸磨床，可在一次裝卡下磨削主軸頸和曲軸頸。國外可供參考產品有德國Naxos公司PMS系列數控曲軸磨床、意大利Vereco公司數控曲軸磨床。

    (5)五軸數控刀具磨床。目前進口較多，國內尚無生產，是急需開發的產品。可參考以下公司的產品有德國Walter公司、Saacke公司和Michael Deckel公司；瑞士Schneerberger公司等的產品。

    (6)數控復合磨床和數控專用磨床。如數控內外圓復合磨床、精密數控中孔座面磨床、數控油針磨床等。

    

    5 數控齒輪加工機床類
    數控齒輪加工機床，國產機床的滿足率很高，只有少數品種需要開發，如硬齒面齒輪的加工機床和高精度齒輪磨床(加工精度3級)。硬齒面齒輪插齒機可參考德國Liebheer公司LFS系列，但是，國內需要量不多。高精度成形砂輪齒輪磨床，主要指加工精度穩定在3～4級的各種齒輪磨床(如美國Gleason公司、德國Niles公司、瑞士Oerlikon公司)，目前航空航天工業、船舶工業進口較多。

    6 電加工機床類
    國產中低梢電加工機床基本上可滿足國內市場的需求，特別是瑞士阿奇夏米爾公司、日本沙迪克公司和三菱機電公司等在中國創建的獨資企業投產后，使中國產的中低檔電加T機床達到世界水平，部分已出口國外。目前進口的主要是精密慢走絲線切割機床和精密電加工成型機，多數從瑞士阿奇夏米爾公司進口，如精密慢走絲線切割機床，加工形狀精度為0.003～0.005mm，表面粗糙度Ra0.1μm，機床具有浸水加工、雙絲加工細絲加工、拐角自動控制、超精加工回路以及專家系統等功能。

    

    7 重型數控機床類
    大型數控機床的需求量越來越大，產品種類和型號也越來越多。如加工在直徑2m以上的數控重型臥式車床、加工直徑在10m以上的雙柱及直徑16m以上的單柱數控重型立式年床、加工寬度超過2m的各種數控龍門加工機床、磨削直徑超過16m的數控重型軋輥磨床和磨削寬度超過2m的導軌磨床、鏜桿直徑大于220mm的數控重型落地銑鏜床、以及公稱壓力超過10000kN的各種數控重型壓力機、折彎寬度在10m以上的折彎機等。

    我國在重型機床方面具有較強的能力，有一批在世界上也舉足輕重的大型重型機床廠，基本上能滿足大部分國內市場的需要。目前急需開發的是航空工業需要的工作臺寬度3m以上的數控五軸橋式和龍門式高速銑床、船舶工業大型柴油機制造用的工作臺寬度7m左右的超重型龍門移動式或工作臺移動式龍門鏜銑床等產品。


     8 數控成形機床類
    數控成形機床分為沖壓和鍛造兩種，它們都是具有省材料、效率高、可一次成型等眾多優點的加工設備，使用的范圍越來越廣，市場需求量越來越大。在“重大專項”中，急需開發的成形機床是精密、高效、大型等高檔數控成形機床。其主要產品有數控機械壓力機、數控油壓機、數控多工位壓力機、數控回轉頭及復合沖壓機、數控折彎機、數控剪扳機、數控精密高速沖床、各種板材加工自動生產線和數控激光切割機等。除了中小型普通壓力機以外，需求量較多的數控壓力機是公稱壓力在6000～25000kN之間，并可以進入自動加工線的各種壓力機；需求較多的數控精密高速沖床的沖孔速度是600～1500次/min、沖孔精度好于0.05mm等。使用高檔數控成形機床的行業主要集中在航空航天、兵器、電力、船舶、汽車等行業。

    

    三、“重大專項”所需機床裝備的特點
    

    國家“重大專項”所需的重點和關鍵機侏設備基本上都屬于高檔數控機床產品。本次調研的幾個“重大專項”重點行業部門，雖然各行業需要的機床設備的重點各有不同，但是這些機床裝備有著共同的技術特點。歸納起來，主要有以下幾點：

    

    1 新技術、新材料、新工藝的廣泛應用
    新技術、新材料、新工藝的廣泛應用，對加工制造這些產品的機床裝備提出了更高的要求。機床行業應盡快適應這種由丁技術進步帶來變化的要求，要研究用戶由于采用新技術給機床性能提出的新要求；采用新材料對機床的加工方法和刀具的新要求；采用新工藝對機床結構的新要求等。如飛機制造就是非常典型的例子，由于要求飛機性能的提高，采用新的復合材料(如碳纖維)代替鋁合金或鈦合金材料，特別是軍用飛機使用復合材料的比重在迅速增加，復合材料不僅減輕了飛機的重量，防止雷達的發現，而且其各種物理性能比合金更好，使飛機的件能大幅度提高。復合材料與金屬材料的加工方法完全不同，使得機床結構、刀具、加工工藝等都要適應這種變化。

    

    2 大規格、大尺寸、大噸位數控機床的需求增多
    近幾年，各類機床向大規格化發展成為突出特點。“重大專項”中所需高檔數控機床的規格越來越大型化。需要的大型數控金切機床中，數控重型臥式車床的加工直徑達到5m，數控重型立式車床的加工直徑超過16m，數控龍門鏜銑床的加工寬度超過5m，數控鏜床鏜桿主軸直徑達到320mm，立式和臥式加工中心的工作臺尺寸超過lm的越來越多；需要的大型鍛壓機械巾，數控折彎機的折彎長度達到12m，數控機械壓力機公稱壓力達到5000t，數控液壓機的公稱壓力達到l萬t。除了大型加工中心以外，我國在重型機床生產中具有一定優勢，如數控重型臥式和立式車床基本上可以滿足國內需要，各種數控龍門式機床產量逐年增加，國內約幾十家機床廠能夠生產。數控機床的大規格化主要是市場需求推動的結果。如發電設備：火電機組超過60萬kW、水電機組達到70萬kW、核電機組超過100萬kW，這些發電機組的轉子加工需要數控重型臥車，定子的加工需要數控重型立車、數控重型銑鏜床等；大型客機、船舶等加工制造需要大量數控龍門鏜銑床、龍門五軸聯動加工中心等。

    

    3 復合化、柔性化和多軸聯動等功能要求普遍
    為了加工復雜零部件，提高制造精度和效率，對數控機床提出要具有多功能復合化、柔性化和多軸聯動加工的要求。

    (1)復合化。如加工中心通過多種功能的組合，完成車、銑、鉆、鏜、鉸、攻絲等功能。這樣減少了裝夾次數，提高了加工精度和生產效率。此外，還可以在同一臺機床上實現機械加工、激光加工、光學加工等不同工種的加工。機床的復合化不僅可以提高加工精度和保證精度的一致性，有利于進一步提高加工質量，而且實現復合化后，可以節省加工的輔助時問，提高加工效率。

    

    (2)柔性化。為了提高生產過程的自動化和柔性，對數控機床的智能化程度提出了更高的要求。機床的柔性化關鍵在于復雜的結構設計和軟件控制技術，使機床具備更多的柔性功能和優化功能。同時，在網絡技術的支持下，使數控機床不但能進線，而且能進網，達到具有遠程控制、遠程診斷、遠程編程、遠程維護和遠程服務等功能。隨著機床柔性化水平的提高，數控機床將進一步發展成為一種智能型的加工工具。

    (3)多軸聯動。本次調研的所有行業部門，幾乎都提出需要五軸聯動數控機床，尤其是航空、船舶、發電、兵器、汽車等行業需要多軸聯動數控機床很多。其中使用多軸聯動加工各種葉片、葉輪最為典型。

    

    4 高精度、高速度、高效率等特點突出
    高精度、高速度、高效率是數控機床長期的發展方向，使用數控機床的豐要目的，除了完成普通機床不能完成的功能以外，就是為了提高加工精度和生產效率。


    (1)高精度。提高加工精度是現代制造業對數控機床的普遍要求，高精度是體現數控機床的主要技術指標，也是機床生產廠家追求的重要目標之一。

    (2)高速度。主要是提高數控機床的主軸轉速、快速進給、加速度，縮短換刀時間等。為此，各國都在大力發展高速電主軸、磁懸浮主軸、直線電機、高速滾動部件、高速控制和伺服驅動等技術。要求數控機床高速度加工最典型行業是飛機制造業和模具加工業等。

    (3)高效率。提高加上效率是所有用戶都追求的目標，提高效率有多種渠道。首先，提高切削效率：如金切機床提高主軸轉速和進給速度、大功率強力切削等；其次，提高自動化程度：如采用自動化生產線(包括FMC、FML、FMS等)，縮短加工輔助時間(包括提高快速移動速度、縮短換刀、裝夾工件、物流系統和上下料的時間等)。各行業根據不同需要選用不同的方法，如飛機制造業多采用高速加工，汽車制造業多采用自動化生產線等。

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