【機床商務網欄目 產品評測】據筆者統計,CIMT2021展會約有30家企業展出了40多臺臥式加工中心,總體來看,臥加展品的精度、快移速度、加工效率等指標較上屆展會又有提升,加工中心愈發向五軸聯動、雙主軸和模塊化生產方向發展。
通過展會走訪發現,各廠商在鞏固完善現有產品的基礎上,其機床設計的重心在提高切削速度、縮短換刀和托盤交換時間等方面不斷發力,最終目標是提高生產效率。機床在模塊化、集成化方向不斷發展,減少機床占地面積,增大工作空間。同時,很多機床可組成FMS生產線,消除上下料時間,不斷為用戶創造附加價值。
現分享幾款臥式加工中心展品。
一、境外部分臥式加工中心展品
境外臥式加工中心展品整體技術較成熟、性能較穩定,但銷售價格也較高,具有相對固定的目標用戶。境外展商比較有代表性的有:格勞博、德馬吉森精機、馬扎克、斗山、牧野、大隈、斯達拉格等,雖然一些展示的臥式加工中心并非首次亮相,但是其技術細節上又有進步。而且,境外展商在本屆展會上除展出各類具有技術優勢的新品外,還有一個新的特點:部分境外知名企業著重推出在中國生產的本地化產品,更加貼近中國用戶需求。
1.格勞博五軸聯動通用加工中心G150和雙主軸加工中心G520
G150擁有三個直線軸和兩個旋轉軸,可實現 5 軸聯動、翻轉式加工,A軸方向上旋轉角度可達230°,能增加零件加工范圍,配備了尺寸為320mm×320mm的托盤,最大工件范圍φ580mm,可承重250kg,最大主軸扭矩可達206 N•m,換刀時間2.6s,X/Y/Z三向定位精度均可達0.006mm。結構上,Y軸采用對稱分布的雙滾珠絲杠和一個配重補償裝置,電主軸帶有橫向進給可利用特殊刀具加工復雜結構的內外輪廓。在主軸端面和主軸鼻端之間有碎屑檢測系統,可防止10μm以上夾雜物導致的刀具夾緊故障。獨有的隧道設計使其在使用最長刀具時,機床各旋轉軸都不受任何限制,仍然能夠實現最大工件的加工。該機廣泛應用于醫療設備、航空航天等領域。

G520 能夠滿足現代制造系統的要求,靈活性和生產效率高。利用一個集成式托盤交換系統,無需額外的上料準備時間,機床可以并行加工兩個不同的工件,X/Y/Z三向定位精度均可達0.006mm,最快速度可達100m/min,機床工件最大負載2100kg,主要用于汽車行業框架結構工件加工。

2.德馬吉森精機(DMG MORI)DMU系列5軸加工中心
DMU 65HmonoBLOCK加工中心擁有全新的臥式龍門結構,通過回轉工作臺的擺動實現五軸加工,可承重600kg,加工最大工件直徑為φ840mm,最大主軸扭矩130N•m,屑對屑換刀時間3.5s。因采用臥式加工,切屑可直接落入排屑器,不影響刀具和工件之間的銑削加工,提高工件表面質量和精度。機床配備的直線電機驅動單元,可使最高線速度達100m/min。主軸配備熱膨脹傳感器,可有效補償電主軸熱位移和運動特性變化。床身表面配不銹鋼蓋,避免高溫切屑將溫度傳遞給床身。

3.馬扎克(Mazak)HCN系列臥式加工中心
該系列臥式加工中心具有豐富的型譜可供選擇:HCN4000L、 HCN5000L、HCN6000L、HCN-6800、HCN-8800、HCN-10800、HCN-12800,其中HCN-6800行程X/Y/Z為1050/900/980mm,工作臺最大承載1500kg,HCN-8800行程X/Y/Z為1400/1200/1325mm,工作臺最大承載2200kg。機床最大進給速度為60m/min,換刀時間4.2s。

機床可根據不同加工工件類型選擇主軸:
標配主軸最高轉速10000r/min,最大扭矩可達525N•m,加工范圍廣泛,可應用于工程機械、汽車零部件制造等;
選配主軸最高轉速16000r/min,最大扭矩可達315N•m,用于鋁件切削,提高加工效率;
選配主軸最高轉速8000r/min,最大扭矩可達1218N•m,用于鑄鐵件等難切削材料的重切削;
選配主軸最高轉速6000r/min,最大扭矩可達1413N•m,其連續額定扭矩800N•m,是超大扭矩主軸,適合于鈦合金、飛機零部件等加工。
搭載的數控系統:利用AI技術對銑軸的振動進行補償,改變切削條件使加工面更加光潔;使用AI熱屏蔽,自動補償加工過程中的溫度變化量,以提高加工精度。
4.大隈(OKUMA)MA-H系列臥式加工中心

MA-H系列臥式加工中心床身采用正T型布局,3點支撐,滾珠絲杠座、電機座與床身一體,可增加整體床身和傳動單元的剛性,達到更高的加工精度。機床線軌、絲杠座下方均布置加強筋,立柱采用對角筋形狀,可增加立柱的剛性。以MA-600H為例,X/Y/Z三向最大進給速度可達60m/min,最大行程X/Y/Z為1000/900/1000mm,定位精度X/Y/Z為0.0023/0.0028/0.0029mm,可承重1200kg,最大工件直徑φ1000mm,主軸選擇可選轉速6000-12000r/min、扭矩194-1071N•m。

MA-H系列臥式加工中心系統搭載ECO suite節能功能,ECO怠速停止功能可及時停止油霧收集器、排屑器等非工作外圍設備,在未加工時可降低耗電量63%,加工時消減7%。面板配備ECO耗電量監視器,節能效果可視化,更大程度為用戶節約生產成本。
5. 豐田工機(大連)有限公司FH5000D臥式加工中心
該機床采用高剛性的主體結構,三點支撐的底座,能夠保證長期穩定的加工精度。采用15000r/min高剛性電主軸,加工效率更高。XYZ軸采用高剛性滾柱軸承導軌,精密耐用,XYZ軸標準配備光柵尺,X/Y/Z軸移動行程為640/610/680mm,最快進給速度為60m/min,主電機功率22kW。大流量的冷卻切削液沖屑,中央排屑式結構。

二、境內部分臥式加工中心展品
本屆展會,展出臥式加工中心的境內展商主要有:通用技術集團、北京北一、秦川機床、紐威數控、寧江機床、寧波海天精工、浙江日發精機、科德數控、山東威達、北京博魯斯潘等。展品在整體技術、結構外觀等方面較上屆都有提升,五軸聯動臥式加工中心產品結構形式各異,各有特點,產品性能趨于穩定。
1.寧江機床THM6363IV五軸臥式加工中心

床身采用整體式正T型結構,立柱為X向橫坐標移動,工作臺為Z向縱坐標移動,由工作臺移向靜止的主軸,最大限度地保證主軸的剛性和對準度。立柱采用整體框式結構,具有較佳熱對稱性和結構穩定性。X、Y、Z軸均采用滾柱導軌,其中X軸導軌安裝面具有很大的高低差,提高機床加工時的支撐剛性,同時減輕立柱重量,提高了X軸的動態特性。主軸采用電主軸,軸承采用油氣潤滑,可實現免維護。可傾回轉工作臺的A B軸均采用高精度圓柱滾子軸承作為回轉軸系的支撐軸承,加強回轉傳動鏈剛度,并采用力矩電機驅動,具有動態響應能力好,無反向間隙,無傳動機械磨損等優勢。工作臺尺寸(直徑)630mm,X/Y/Z軸移動行程為1000/800/900mm,電主軸最高轉速15000r/min,刀庫60把刀,交換時間(刀一刀)3.5s,定位精度0.006mm,回轉工作臺定位精度6″。
2.紐威數控HE50D臥式加工中心
HE50D型臥式交換臺加工中心適用于進行箱體類零件的復雜加工,在加工過程中可以自動交換工作臺和刀具,可一次裝夾進行四個面的銑削、鉆孔、擴孔、鏜孔、鉸削、攻絲等多種工序。采用現代化的機床及控制理念、緊湊的結構設計,能保證高效率和高精度的單件或中小批量產品的加工要求。

XYZ軸行程730/730/800mm,主軸中心線至工作臺面距離100mm,主軸端面至工作臺中心線距離70mm,工作臺尺寸500mm×500mm,最大承載500kg,最大工件尺寸800mm×800mm,最小分度角度0.001º,工作臺交換時間10s。
3. 山東威達重工HMC800(APC)雙工位臥式加工中心
該機床采用滾柱直線導軌,保證了機床的快速響應,提高了機床整體剛性。使用C3級高精密、高強度滾珠絲杠,有效提高了機床的定位精度。采用FANUC系統控制,具有穩定性高、速度快的優點。轉臺具有自動分度功能,液壓夾緊,定位精度高。主軸轉動采用齒輪兩檔變速傳動,增大了主軸扭矩。主軸箱升降采用液氮平衡方式,增強了升降響應速度。機床配有密封式的導軌防護罩,有效保護導軌和絲杠,延長使用壽命。Z軸采用滾動六點支撐,提升了機床整體剛性,提高機床加工效率。

加工范圍:X/Y/Z軸行程1250/1000/1000mm,主軸回轉中心到工作臺面距離100-1100mm,工作臺中心到主軸前端面距離150-1150mm,工作臺規格800mm×800mm,工作臺最小分度為1°,工作臺最大載重1200kg,主軸最大轉速3000r/min,主軸內孔錐度BT50,主軸功率15/18.5kW,主軸最大輸出扭矩660N•m。進給系統 X/Y/Z軸快移速度30/30/24m/min,定位精度(X/Y/Z)0.01mm,重復定位精度(X/Y/Z)0.005mm,B軸定位精度8″,B軸重復精度2″。
4.秦川機床VMC40U高精度五軸臥式加工中心
該機床可用于航空、航天、輪船、汽車、能源等行業各盤環類零件的復雜型面加工以及端面、徑向及斜孔的半精加工和精加工。一次裝夾完成鉆、擴、鉸、鏜、攻絲、銑面等多種加工,特別是精密孔加工,充分發揮其加工中心的高效、高精度及高可靠性,解決零件加工難度大、加工效率低、加工質量不穩定等問題,實現國產高速五軸加工中心設備在各類零件單批次、生產線批量化生產應用,替代進口。

機床搖籃擺動A軸轉角220°(-110°~+110°),可實現立、臥式加工。主軸最高轉速40000r/min,回轉工作臺可承載的最大工件質量(含夾具)為200kg,適合鋁合金等材料零件的加工。此機床精度高,可實現五軸聯動控制。針對外形結構復雜、加工難度大、加工周期長的零件提供最佳解決方案。
機床加工范圍:X/Y/Z軸移動行程為800/560/360mm,A軸行程-110°~+110°,C軸行程±360°。工作臺尺寸φ400mm,工作臺轉速(C軸)200r/min,工作臺承重200kg,A軸轉速20r/min,主軸功率15kW,主軸最高轉速40000r/min。X/Y/Z軸最大快移速度60m/min,X/Y/Z軸最大進給速度20m/min。X/Y/Z軸定位精度0.005mm,X/Y/Z軸重復定位精度0.003mm,A/C軸重復定位精度2″。
5.日發精機RFMH63P臥式加工中心
該機床結構緊湊、造型美觀、功能豐富、配置完善、性能優良、質量可靠,具備高速度、高精度、高剛性、高效率的顯著優點。機床總體采用機電液一體化布局,結構緊湊,造型美觀,操作簡便宜人。

機床采用整體式床身HT250-300高強度樹脂砂鑄造,并經時效處理,移動龍門式框架立柱和工作轉臺呈T字型布局,基礎牢固,框架穩定,使整機具有良好的剛性。XYZ三軸采用進口高精度滾動直線導軌,具有低噪聲、低磨阻的特點,動態響應靈敏,精度穩定性高,適合于大批量、高精度加工。伺服進給系統采用交流伺服電機驅動與絲杠直接傳動,提高傳動精度。炮筒式主軸組件,整體裝調,維修方便、快捷。使用溫控主軸,主軸套筒外設有循環槽,供恒溫冷卻使用,從而保持加工中主軸溫升最低,確保加工精度穩定。主軸配置位置編碼器,除實現精確定向外,還具有剛性攻絲功能。穩定可靠的自動刀具交換系統(ATC),配置機械凸輪式刀庫與機械手,動作由機械凸輪控制,換刀迅速可靠,機械鏈式刀庫供選配,刀對刀換刀時間為3.5s。精選性能優良的機電液元件,確保機床的可靠性和完整的冷卻排屑防護功能。采用PRO/E軟件進行整機外觀造型設計。選配主軸中心出水裝置,更容易進行深孔加工。沖刷式沖屑裝置能將細小鐵屑輕易排除。
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