以“新环境.新格局.新作为”为主题的第九届中国国际机床展览会2016年4月11～15日在上海新国际博览中心成功举办。来自20多个国家和地区的1200余家境内外企业踊跃参展，其中国际知名企业众星璀璨，不胜枚举。展会规模宏大，展示面积达到创纪录的12万平方米。CCMT2016是机床业界和制造业界的又一次盛会。其宏大的规模、先进的技术、精彩的展品、创新的氛围、探索进取的精神，又一次引发业内外广大的观众的高度关注。
 
 
      五轴联动数控机床是高端数控机床，能够加工具有复杂曲面的机械配件，特别在解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、大型柴油机曲轴等方面具有独特的优势。在本届展会，五轴机床境外参展厂商有德马吉、瑞士威力铭、巨浪、哈默、斗山等，台湾参展厂商有友嘉、丽伟、盛方源等，国内参展厂商有北京机电院、大连科德、沈阳、上海拓璞数控、北京精雕、山东荣华等，展品丰富多彩，结构形式多样。
 
 
      现对本届展会部分典型五轴联动加工中心做一些评述分析。
   
   
      一、立式五轴联动加工中心
 
 
     1、双摆台式
 
 
      摇篮式结构的加工中心一直是中小型五轴机床的主流设计，这类机床，两个旋转运动都有连接放置工件的转台完成，主要适合加工重量轻的工件，由于将旋转运动都在工作台上完成，旋转轴的精度将产生积累。整个工作台也因为自重，易于造成机床刚性不足，但是随着技术研发的日趋完善和成熟，目前此类机床的加工范围和加工能力都有了很大提高。

   
      该加工中心采用大理石矿物床身设计，确保了加工的稳定性，三个直线轴均采用直线电机驱动，回转工作台采用力矩电机驱动。该机床主要参数是工作台φ200mm，三轴行程200/340/300mm， A轴：-10°～+130°，C轴：360°， 主轴刀柄HSK-E40，主轴电机功率12.6Kw,转速40000r/min，直线轴快速进给速度50m/min，加速度1.5g/1.5g/1.5g ，A轴最高转速100r/min，C轴最高转速200 r/min，换刀时间8S，控制系统为海德汉。五轴全部采用直驱技术，确保了高速加工下的精度。直线电机在机床中的应用也有20多年历史了，一直没成为主流产品，也可能和直线电机的价格及在机床应用中磁防护相关，随着新材料技术的发展，将来有一天或许直线电机技术会在机床行业得到广泛应用。
 
 
      2）德国巨浪的DZ15W双主轴高速五轴联动加工中心（图2），

      该加工中心特点是双主轴、双摇篮式转台，共用一个链式刀库。双主轴同步移动，一次可以加工两个零件，此类机床优势特点是节约能源和厂房占地面积、缩短生产时间、降低人力成本；双交换工作台，配置交换工作台可以在加工的同时装卸工件，将停机时间降至最低。因此该类机床堪称高效节能的典范。机床主要参数是工作台2-660x400mm，三轴行程630/400/360mm，直线轴快速进给速度75m/min，加速度0.7g/1.0g/1.2g，主轴刀柄HSK-A63，主轴转速15000r/min，双主轴间距320mm，工作台交换时间2.4S，屑对屑换刀时间2.4S。

       3）沈阳机床股份有限公司的I5M8.4五轴加工中心（图3），

   
       采用结构化设计，I5M8系列8台机床均采用龙门结构，刚性很好，大铸件都可以通用，缩短了生产周期，转台采用直驱技术，电主轴采用国产品牌，尤其是C轴箱体采用航空铝铸造，在机床行业应用比较少，在满足刚性和强度的前提下，使旋转部件质量大大减小，动态性能得到很大提高。数控系统采用自主研发的I5智能系统五轴系统，通过移动电话或电脑，即可实现对千里之外的i5智能机床下达各项指令，这是沈阳机床集团为智能机床管理和发展打造的i5云制造平台，以创新的商业模式、管理模式和盈利模式，转身向制造业的“阿里巴巴”发展。
 
 
     该机床采用自主研发的系统、国产电主轴、成本大幅下降，产品很有竞争力。该机床主要参数是工作台φ400mm，三轴行程600/550/450mm，A轴：±120°，C轴：360°,直线轴快速进给速度30m/min， A、C轴最高转速50r/min，主轴刀柄BT40，主轴电机功率11Kw,转速12000r/min。

     4）北京精雕的JDGR200-A10H（图4），

     机床结构不是A、C两轴联动回转，而是将摇篮旋转90°布置在绕横向Y轴摇摆，实现B、C轴联动。该机配备了新一代的精雕JD50数控系统，采用自制高速电主轴，适合于电子产品五金件的加工。机床主要参数是工作台φ260mm，三轴行程600/260/290mm， B轴：-120°～90°，C轴：360°,B轴最高转速30r/min，C轴最高转速50r/min，主轴刀柄HSKE32，主轴最高转速32000r/min，直线轴定位精度0.0035/0.003/0.003 mm，重复定位精度0.003/0.002/0.002 mm, B/C轴定位精度 8″，重复定位精度5″。  

                     
      此外还有哈默的C22U（图5），

     北京机电院XKR40（图6），

   
     福建嘉泰数控的JT-GL8-V,台湾友嘉的U600等厂家的立式五轴联动加工中心，总体来说，此类结构立式五轴加工中心展出数量比较多，应用也比较广泛，结构也是大同小异。   

      2、双摆头式

      此类结构在龙门五轴联动加工中心比较常见，在中小型机床主要是用在在叶片五轴加工中心。

      该加工中心特点是A轴无间隙高转速双驱结构，B轴摆头无间隙摆动结构设计，Z轴双驱结构设计，实现更高的动态响应。
 

      该机床主要参数是三轴行程500/±150/310mm，U轴行程500 mm，A轴端面距顶尖最大距离700 mm，B轴摆角±40°，A轴360°，直线轴快速进给速度48m/min， A轴最高转速100r/min，B轴最高转速22 r/min，主轴刀柄HSKA63，主轴最高转速12000r/min，直线轴定位精度0.008 mm，重复定位精度0.004mm。A/B轴定位精度10″，重复定位精度5″。

      3、一摆头一摆台
 
   
      瑞士威力铭的RX10五轴加工中心（图8），

      矿物铸铁的大型床身结构保证了机床的耐热性和稳定性，独有的主轴驱动结构使机床实现高扭矩和高转速。该机床主要参数是工作台φ1000x800mm，最大回转直径φ1350，三轴行程1000/1100/810mm，B轴：-1°～90°，C轴360°，主轴刀柄HSKA63，主轴最高转速16000r/min。此结构机床今年展会比较少。
 
 
      二、卧式五轴加工中心 

     德国GROB公司的GA350（图9），
   

     是在大连生产的卧式五轴加工中心，结构非常紧凑，该系列产品具有极佳的排屑、绝对密封的玻璃罩和用于所有轴的带有玻璃净化的旋转编码器，产品带给用户的体验更加适用、恬静。去年机床展展出过类似款的GA550，结构基本一致，该机床主要参数是三轴行程600/770/805mm，最大工件直径φ600mm，主轴转速16000r/min，刀柄HSKA63，直线轴进给速65/42/90m/min，定位精度0.006 mm，重复定位精度0.0025 mm。

 
      三、龙门五轴联动加工中心

 
      1、上海拓璞数控科技有限公司首次展出的XK1445-5C五轴龙门加工中心（图10），

   
       是为航空航天领域各种壁板、型腔、框架类复杂零件的精密加工而研发的新品。整机采用高架桥龙门布局，并经有限元分析优化，具有很高的动静态特性，五轴全闭环控制，装有自主知识产权的高速高精A/C双摆角铣头，主轴最高转速20000r/min，配HSK刀柄，工作台宽1000mm。

      是与德国ROTTLER公司合作设计制造的，是针对于大型特种材料工件高精密加工的先进设备， “拱形散射”筋板的横梁结构、实现高刚性大跨距横梁的轻量化，有效控制了大跨距横梁的静、动态变形；两侧立柱墙板主体材质选用矿物铸造材料，提高机床刚性、抗震性、降低机床热变形，提升机床的精度保持性、可靠性。该机床工作台尺寸4000x6000,三轴行程6500/4000/1500mm, A轴摆角±105°，C轴摆角±200°，刀柄HSKA63，主轴功率60kW，主轴转速12000r/min，直线轴快移速度25m/min。

      3、济二的XHV2416x30定梁龙门镗铣加工中心（图12）, 

        定位于航空航天、轨道交通、能源、船舶、模具等领域钛合金、铸铁、铸钢、等复杂零件的强力高效加工，该机床主要技术参数是工作台尺寸1600x3000,三轴行程6500/4000/1500mm ,A、C双摆角机械传动主轴，A轴摆角±95°，C轴摆角±360°，主轴功率44kW,最大扭矩1008Nm，最高转速4000r/min，刀柄BT50。
   

      四、复合五轴联动加工中心

      1、激光增减材复合五轴

      此类机床是五轴数控加工中心与激光增材成型设备两大部分的高度集成，首先通过激光发生器，按照设定的程序打印出客户所需要的零部件机构，然后自动切换到加工中心刀具头进行进一步的精细加工，将金属减材和金属切削两种加工方式结合在一台机床中，且可实现自动切换，集两者之优势，可解决增财制造中表面粗糙度问题，又实现了边生产边加工零件成型的要求，彻底改变了传统金属零件，特别是结构复杂零件的加工模式，在科研、医学等领域有广阔的应用前景。

      1）青海华鼎的XF1200-3D（图13），

      机床是B轴单驱，C轴回转，采用齿轮驱动，机床主要参数是工作台φ450mm，三轴行程600/450/450mm， B轴：-110°～+30°，C轴：360°，主轴刀柄HSKA63，主轴最高转速20000r/min。激光功率0.6Kw,激光扫描速率6mm/s,最小壁厚1mm。
 
   
       2）大连三垒的SVW80C-3D（图14），
  

  A、C双摆转台结构，转台φ800mm，三轴行程800/800/600mm， A轴±120°， C轴360°，主轴转速12000r/min，刀柄 SK40，三轴快移速度48m/min。激光功率2Kw。此外鞍山宏拓也展出了类似产品。

 
       2、车铣复合五轴  
                     
 
       大连科德的KMC600UMT（图15），

       机床床体为人造理石床身，拥有更低的热膨胀系数和更好的阻尼，提高了机床精度，A/C轴采用直驱技术，通过力矩电机作为回转坐标主要驱动技术，提高了动态响应能力。无反向间隙，无传动机械磨损等显著优势。机床的控制系统采用的是大连光洋科技集团研发的GNC61五轴数控系统，拥有完善的五轴技术，具有二次开发及离线三维仿真系统等特点。光栅尺采用国产品牌，其余从数控系统、伺服电机、力矩电机到大理石床身、刀库均为自主研发制造。该机床主要技术参数是，工作台直径φ650x540mm，三轴行程700/650/450 mm，A轴：±130°，C轴：360°，主轴功率：30Kw，主轴最高转速：12000rpm。直线轴定位精度0.008 mm，重复定位精度0.005mm，A/B轴定位精度8″，重复定位精度5″。

      五、结束语    
 
                                        
      1、国产五轴加工中心在数控系统和配套件的应用上大多采用进口，致使成本居高不下，近年来有一些厂家的五轴加工中心产品国产化率不断提高，取得了很好的经济效益，如果主机厂家和功能部件厂家、数控系统厂家进行深度交流合作，不失为一种双赢的策略。当然部分厂家在细分领域打造自己的数控系统和专用核心功能部件，也是一种很好的思路，而且已初见成效。

      2、近年来国内外五轴加工中心从结构上也都没有大的创新，但是论产品质量，国内产品还是和国外产品有不小的差距，当前机床行业面临新的转型时期，低端产品势必被淘汰，所以笔者认为国内五轴加工中心厂家还是要在现有中端产品质量上苦下功夫，认真学习德国、日本的工匠精神，不断改善自己的工艺，追求产品的细节，完美和极致，把品质不断提高，更好的满足用户的需求，得到市场的认可。