数控车床的趋势

摘 要：对主要进口数控车床企业产品分析,提出数控机床的发展趋势,对国产产品发展方向提出建议.

关 键 词：数控车床发展高速化高精度复合化

中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0117-01

车削类机床是应用最广泛的机床之一,伴随机床相关上游行业的发展,现代数控车削机床明显的呈现出高速度、高精度、复合化的特点.下面通过对马扎克、大隈等世界著名车床生产厂家产品分析,对高速度、高精度和复合化进行着重介绍.

1马扎克产品在国内市场具有良好的口碑和极大的市场销量

下面介绍马扎克车削类产品线型谱规划.

马扎克1000mm以下加工直径卧式车床主要分布有QTN（S）系列和ST（N）系列两个大系列,此外还有紧凑型,多主轴多刀塔等一些低端或高端配置.

（1）QTN系列加工直径范围280～580,属于高效、高精的新一代标准机型,可以选配动力刀塔、副主轴、Y轴等结构.QTS只有动力刀塔选配,属于机械参数与QTS相同,但控制系统配置略低.QTN系列的主要特点有以下几点.

①平床身斜床鞍结构,工艺性好.

②采用电主轴单元和动力刀塔,具备C轴,具有高效率的车削和铣削能力.

③各轴均采用直线导轨和滚珠丝杠驱动,加工装配简单,进给速度可达30m/min.

④整体外防护,简洁而不失厚重.

（2）ST系列加工直径范围620～910,属于高刚性、高效率的强力重切削机床,主要针对长型、大口径零部件加工.STN系列采用马扎克MAZATROLmatrixNEXUS数控系统,有动力刀塔配置形式.ST（N）系列的主要特点有以下几点.

①整机采用45°斜床身、15°床鞍的滑动导轨结构,刚性好,适合中大型零件的重切削加工.

②主轴配置形式多,可以配置最大530的主轴通孔.

③主轴输出扭矩大,最高达到6000nm左右.

④除上述产品外马扎克还扩展了如下低端和高端产品型号.

大隈车削机床市场仍可度高,其机床以刚性好著称.LBⅡ系列硬轨车床采用斜床身机构形式,主轴转速高,加工过表面质量达到0.8um,主轴有标准和高刚性两种配置形式,广泛使用于轴类盘类零件的加工.

2高速化

随着内置电机和直线电机技术、高速精密滚珠丝杠等的发展,现代机床高速化主要体现在主轴转速越来越高,移动速度越来越快两方面.上述厂家产品除了在低端配置和大型车床中使用交流伺服电机外,主流车床基本都采用电主轴结构形式.内置电机主轴没有中间传动结构,使得主轴转速比传统主轴转速高25%左右,同时输出恒功率转速比一般都达到4、甚至可达8,从而使一种主轴适用的工具直径范围更大,减少了机床的规格,使得传统的机床规格划分显得过细.另一方面机床的移动速度在采用滚动导轨时30m/min成为了行业标准配置,采用滑动导轨的移动速度也都在20～25m/min,森精机部分产品达到30m/min,而DMG公司采用直线电机后速度更达到60m/min.

3高精度

现代数控系统核心频率的提高使得纳米级以上控制成为主流,加工表面质量得到极大提高.上述厂家主流产品进给轴的定位精度、重复定位精度均稳定的保持在u级,工件真圆度达到u级以下,机床主轴动态性能非常出色.控制机床的热变形对加工精度的影响成为了各个厂家技术核心.目前控制热变形方式可归纳为如下：（1）机床热变形系统补偿技术.（2）液压站、油冷机、变压器等热阻隔（流通）.（3）丝杠、导轨、床身、主轴箱等的主动冷却等.（4）床身均衡变形控制等手段.

4复合化

现代车床为适用高效率生产要求,一次装夹完成尽量多的工序,配置动力刀塔,具备铣削能力已经成为主流,动力刀塔加C轴结构能够满足一般轴类件的铣削要求.复合化正在改变人们对传统继承划分认识.目前高端车床比较常见的复合化结构主要有配置双主轴、双刀塔、Y轴、增加B轴等.配置Y轴和B轴的车床有接近加工中心的铣削能力,同时能够应对复杂零件加工.马扎克的QTN系列,大隈的SPACETURNLB系列,森精机的NL系列,DMG的CTX系列等均实现同平台产品配置横向多样化发展,中村留在车床的复合化方面结构形式多样,规格齐全.

此外现代数控车床也更加注重自动化,绿色环保,智能化等.

5结论

为避免同质化竞争,保证适当利润,产品应以中端车削中心为核心主打产品,向下适当兼顾数控车削机床.在基本完成产品型谱开发后,具备主轴等关键零件加工能力后,进行机械主轴的自行开发和设计.

数控车削中心开发的技术核心是动力刀塔,动力刀塔的发展是车削中心必须突破的关键技术,同时动力刀塔也是车削中心的高利润点.可以在适当技术储备后进行开发.

车削电主轴的装配技术是车削中心的另一项关键技术.在突破动力刀塔和电主轴两项关键技术后再向多主轴多刀塔高复合化的车削机床发展.