淺析國外車削類機床的發(fā)展趨勢

宋現(xiàn)會，許蒲雙

淺析國外車削類機床的發(fā)展趨勢

宋現(xiàn)會，許蒲雙

（費斯托（中國）有限公司，上海201206）

本文首先分析了國內(nèi)車削類機床的市場現(xiàn)狀，指出車床在進口機床中占據(jù)了重要地位；然后以主要進口車床廠家產(chǎn)品的功能特點為基礎，綜述了當前數(shù)控車床的發(fā)展趨勢，并提出了車削類機床開發(fā)的技術切入點。

車床；車削中心；馬扎克；大隈

1 車削類機床進口現(xiàn)狀分析

近年來，隨著發(fā)達國家高端技術產(chǎn)品對華銷售的解禁，眾多國外品牌機床大量進入我國市場，中國已連續(xù)五年成為世界最大機床消費國；歐洲、美國、日本、韓國以及中國臺灣地區(qū)是我國機床進口的主要來源，數(shù)控車床類機床進口占進口總額的兩成左右；其中日本車削類機床受到中高端用戶青睞，臺灣車床由于較高的性價比正不斷擠壓國內(nèi)廠家的市場份額。

隨著我國工業(yè)化發(fā)展，在未來數(shù)年內(nèi)我國對車削機床尤其是中高端的車削中心仍將保持一個較高的消費需求，而在車削機床占比中，普通數(shù)控車床占比將會逐漸的下降，中高端車削機床的占比將會逐步提高。

2 車削類機床的技術發(fā)展趨勢

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床制造商，馬扎克車削數(shù)控車床以高效和高性價比，在國內(nèi)市場具有良好的口碑和極大的市場銷量。馬扎克1 000 mm以下加工直徑臥式車床主要分布有QTN（QSM）系列和ST（N）系列兩個大系列，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床設備制造商，其車削類產(chǎn)品占到公司銷售額的25%.大隈數(shù)控車床的一個顯著特點是全部采用滑動導軌，故其產(chǎn)品以剛性好著稱。大隈的臥式數(shù)控車床根據(jù)結(jié)構和定位主要有LCS系列、SPACE TURN LB系列、LB II系列、LT系列和LU系列。立式數(shù)控車床覆蓋加工直徑Φ400到Φ3500的范圍。

2.2 技術發(fā)展趨勢

通過對馬扎克、大隈車床產(chǎn)品的分析，同時也充分考慮其它知名車床廠家產(chǎn)品，比如森精機、中村留、德瑪吉和斯賓納等，可歸納出目前數(shù)控車床的發(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現(xiàn)工件的高效加工，這主要表現(xiàn)在兩個方面：一是指主軸轉(zhuǎn)速高，主流車床產(chǎn)品一般在大型車床或低端配置中才使用交流伺服主軸電機驅(qū)動機械主軸，轉(zhuǎn)速可達至6 000 r/min，而現(xiàn)在的高端配置車床都已經(jīng)采用電主軸結(jié)構，由于是內(nèi)置電機直接驅(qū)動，沒有了中間機械傳動結(jié)構，可使主軸轉(zhuǎn)速得到極大提高，轉(zhuǎn)速最高可達到10 000 r/min左右；二是指進給速度高，采用滑動導軌的進給速度一般在20 m/min左右，采用滾動導軌的進給速度已可輕松達到30 m/min，而德瑪吉公司采用直線電機驅(qū)動后速度更是達到了60 m/min；高速化帶來了高效率，車床主軸配置的電機規(guī)格相比傳統(tǒng)車床提高明顯，更大的主軸電機也就意味著更高的金屬切除效率，表1展示了現(xiàn)代車床主軸的主流配置。

高精度：隨著現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展，使得納米級以上控制成為主流，工件加工的質(zhì)量得到極大的提高。國外知名機床廠家主流產(chǎn)品進給軸的定位精度和重復定位精度均穩(wěn)定的保持在u級，工件真圓度已達到u級以下，大隈還在高端車削中心中開發(fā)了主軸振動抑制功能，主軸動態(tài)精度非常出色。車床設計已經(jīng)從傳統(tǒng)的控制受力變形向控制機床的熱變形發(fā)展，熱親和、熱變位控制等概念成為眾多廠家的賣點。對于機床的常見發(fā)熱點都采用各種的防止熱變形的措施，熱變形補償技術在高端的車削中心中的到一定程度應用。見表2.

表2 車床常見熱變形控制措施

復合化：復合是指在一臺機床上實現(xiàn)多種工序或工藝以集中完成對復雜零件的全部或大部分加工，機床功能的復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，復合化程度的高低已作為衡量現(xiàn)代高端通用機床加工能力的主要標志性指標；現(xiàn)代高端車床的復合化配置主要表現(xiàn)在正副雙主軸、前后或左右對置雙刀塔或四刀塔、同時增加Y軸、B軸和C軸功能等等。正副雙主軸可實現(xiàn)一次裝夾對回轉(zhuǎn)體零件的全部加工；多刀塔可實現(xiàn)同時對工件進行平衡加工；配置動力刀塔和C軸功能的車削中心方便的實現(xiàn)了車削加工和銑削加工的復合化，將逐漸成為主流產(chǎn)品；配置Y軸和B軸的車床銑削能力更強，可應對復雜零件加工。國外知名車床廠家的產(chǎn)品如馬扎克、大隈、DMG等均實現(xiàn)同平臺產(chǎn)品配置橫向的多樣化發(fā)展。

此外現(xiàn)代數(shù)控車床也更加注重智能化，節(jié)能環(huán)保，宜人性等能力擴展。比如機床照明采用LED燈管、系統(tǒng)自動待機、采用脂潤滑代替油潤滑、油污回收、語音識別、運動干涉預判等。

3 車削中心產(chǎn)品開發(fā)技術切入點

從長遠發(fā)展看，車削中心產(chǎn)品必定會向多刀塔、雙主軸、復合化、自動化方向發(fā)展，這樣動力刀塔和電主軸設計和制造就成為必須攻克及難點，也只有這樣才能獲得高的產(chǎn)品利潤?？v觀目前國內(nèi)市場，沈陽機床、大連機床等已經(jīng)開始在自己的低配產(chǎn)品中使用自己生產(chǎn)的液壓伺服動力刀塔，而國外廠家、包括臺灣廠家無不使用自己生產(chǎn)的刀塔。

數(shù)控車削中心開發(fā)的技術核心是動力刀塔，動力刀塔是發(fā)展車削中心必須突破的關鍵技術，同時動力刀塔也是車削中心的高利潤點。目前知名車床廠家比如馬扎克、大隈、森精機、中村留、哈挺、哈斯、斗山、現(xiàn)代、程泰、臺中因代克斯等無一不是使用自行開發(fā)設計的動力刀塔，國內(nèi)目前沈陽和大連也能生產(chǎn)動力刀塔，但可靠性稍差，屬于低配。

車削電主軸的裝配技術是車削中心的另一項關鍵技術。在突破動力刀塔和電主軸兩項關鍵技術后再向多主軸多刀塔高復合化的車削機床發(fā)展。

[1]王愛玲，武文革.現(xiàn)代數(shù)控機床（第二版）[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2009.

[2]中國機床工具行業(yè)年報2012版．機電商報社出版，2012.

[3]MAZAk機床產(chǎn)品綜合樣本（2013版）.

[4]OKUMA機床產(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（1984-），男，山東人，研究生，機械主管，研究方向：機電一體化。