【CCMT2024展品评述】境内外五轴龙门加工中心对比分析与发展趋势展望
2024-8-14 来源：机床协会 作者：-
【编者按】CCMT2024（第十三届中国数控机床展览会）已于4月12日圆满落幕。展会期间，主办方中国机床工具工业协会有关分会组织人员针对本专业领域展品进行评述，现编发部分文章，供业界参考。文章观点仅代表作者本人。
五轴龙门加工中心以其高精度、高效率的加工能力，广泛应用于航空航天、汽车制造、模具生产等大型复杂零件加工领域。本文通过调研CCMT2024，并对境内外部分五轴龙门加工中心展品进行分析，从技术水平、产品性能等方面探讨差异，展望未来发展趋势。
一、技术水平对比
1. 进口五轴龙门加工中心
在技术水平上一直处于领先地位，主要体现在以下几个方面：
（1）高精度加工技术
进口五轴龙门加工中心采用先进的数控系统、伺服驱动和精密测量技术，能够实现微米级甚至纳米级的加工精度，满足高精度加工需求。
（2）高速加工技术
通过优化机床结构、提高主轴转速和进给速度，进口五轴龙门加工中心能够实现高效率的加工，减少加工时间，提高生产效率。
（3）复合加工技术
进口五轴龙门加工中心能够实现铣削、钻孔、攻丝、磨削等多种加工方式的复合加工，大大提高了加工灵活性和加工效率。
代表展品有西班牙尼古拉斯克雷亚集团公司展出的FOX 40产品，根据其介绍，FOX机型代表了一个龙门加工中心的新概念，结合了传统的粗加工能力、加工效率、加工精度三位一体。
在540mm×550mm截面的滑枕上，采用了实时温控系统。垂向轴采用水冷式摩擦导轨，具有良好的减震性，滑枕在低位时，仍保持最佳性能；垂向轴采用全对称设计，改善了机床几何精度，在温度变化时，几何精度更加稳定。滑枕内部设置流道，通过空气流动实现内部空气循环冷却。在1030mm×1305mm截面的横梁内部，设置有液压拉杆，背后和下面各有一套共计四根拉杆，对横梁结构起到辅助支撑作用，当经过一定时间的应用后，横梁精度发生一些变化时，可以通过调整液压拉杆的压力来调整横梁自身的精度，这项技术的应用也拓展了机床精度误差补偿，实现突破。在1100mm×1100mm截面的立柱内填充了混凝土，起到隔热减震的作用。
机床上配置机械式五轴联动铣头，滑枕内部C轴由蜗轮蜗杆结构构成，可实现±200°的回转，此款机械五轴适用于钛合金等重切领域，扭矩达到707Nm。
2. 国产五轴龙门加工中心
近年来，国产五轴龙门加工中心在技术水平上取得了显著进步，但与进口品牌相比仍存在一定差距。主要表现在以下几个方面：
（1）加工精度
虽然国产五轴龙门加工中心的加工精度已经达到较高水平，但与国外先进水平相比仍有提升空间。
（2）加工效率
国产五轴龙门加工中心在加工效率方面与国外相比仍有差距，需要进一步优化机床结构和提高伺服驱动性能。
（3）复合加工技术
国产五轴龙门加工中心在复合加工技术方面仍处于起步阶段，需要加大研发力度或引进先进技术。
代表展品如南京宁庆数控机床制造有限公司的横梁移动式五轴数控龙门加工中心，是一款横梁移动式高速机，工作台不移动，高速高刚性立式龙门结构床身，结合自主研制的高速高精度双摆头，并配套工件质量原位检测系统和五轴高效加工工艺软件，实现大尺寸零件的高效铣削加工。特别适合大型钛合金结构件、运载火箭贮箱壁板等零部件加工。
据介绍，此款机床采用工作台固定，横梁移动式结构，龙门宽3-6m，X行程可最大拼接到30m，可对应长型工件的长期稳定高速加工。快移速度20m/min、加速度0.3g、主轴转速24000r/min，输出功率50kW（HSK-A63/80），实现高速、高加速度的机械刚性。X-Y轴传动齿轮齿条双电机驱动，Z轴双丝杠传动,实现加速度0.3g，横梁采用箱中箱结构，减轻高加速度时的机床变位，可获得稳定的高速加工。主轴采用截面550mm高刚性方滑枕结构，Z轴行程可达1500mm，搭载先进的控制技术，实现高速、高精度、高品质加工。横梁运动采用超精密同步驱动技术，位置环、电流环、速度环三个伺服环同时同步，解决了单一由位置环同步两边负载差异时的微量摆动问题。
南京宁庆在战略上已经深入到航空航天领域，针对该领域不同材料及不同工艺，研究适合的装备。
二、产品性能对比
1. 进口五轴龙门加工中心
产品性能稳定可靠，具有较长的使用寿命和较低的故障率。同时，国外企业注重产品的售后服务和技术支持，能够为客户提供全方位的服务保障。
一些知名品牌，如意大利的BRETON、西班牙的BOST、德国的HANDTMANN等，都拥有卓越的生产性能、高技术水平以及开创性的解决方案。这些品牌的五轴龙门加工中心在航空航天等领域拥有非常好的信誉，能够提供较高的产品质量和服务系统。
2. 国产五轴龙门加工中心
近年来，国产五轴龙门加工中心在取得了显著的发展，产品性能逐渐提高，但在稳定性和可靠性方面，在技术创新和研发能力方面，仍存在一定的差距。此外，笔者认为国内企业在售后服务和技术支持方面也需要进一步提升。
三、未来发展趋势
1. 国产机床配进口五轴铣头
代表展品如浙江日发精密机床有限公司定梁五轴龙门加工中心PM-U系列，产品结构紧凑，性能优良，具备高速度、高精度、高刚性特点。适用于航空航天、轨道交通、精密模具、风电等多行业零件的加工。PM-U系列采用高速高精A/C双摆头，配置大功率大扭矩电主轴，具有强劲的切削能力。
南通国盛智能科技集团股份有限公司的桥式五轴龙门加工中心GMB2520LX，机床采用德国进口AC摆头音叉式结构，AC轴均为力矩电机驱动，这种结构属于较为常规的配置方案。采取相同结构的展品还有纽威数控装备（苏州）股份有限公司的横梁移动式龙门加工中心PME2030UT。
2. 国产机床配置国产五轴铣头
国产机床配置国产五轴铣头的应用场景也正在逐渐扩大。代表展品如上海诺倬力机电科技有限公司的重型桥式五轴龙门中心GMHL-2235，整体布局采用高架桥式龙门形式结合“箱中箱结构”，搭配高精度双臂五轴铣头，实现五轴联动的曲面加工和流线型加工，A轴旋转范围达到±110°，C轴旋转范围达到±360°。
沈阳马卡智工科技有限公司的龙门五轴加工中心M302，宁波市凯博数控机械有限公司的五轴加工中心GV-2540，宁波市凯博数控机械有限公司的五轴加工中心GV-2540等都是代表展品。
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四、结语
国产机床配置五轴铣头、三轴机床配置摇篮转台成为龙门五轴发展的一个趋势。笔者认为，国产五轴机床配国产五轴铣头是CCMT2024展会的一大亮点，是我国机床制造业发展的一个积极信号。
首先，国产五轴机床和五轴铣头的配套使用，代表着我国机床制造业在核心技术上的突破和进步。五轴机床作为高精度、高效率的数控机床，能够应对各种复杂零件的加工需求，而五轴铣头则是五轴机床的核心部件之一，直接影响机床的加工精度和效率。因此，国产五轴机床和五轴铣头的配套使用，不仅能够提升我国机床制造业的整体水平，还能够满足国内市场对高端机床的需求。
其次，这一趋势也反映了我国机床制造业在自主创新方面的成果。随着科技的不断进步和市场竞争的加剧，自主创新已经成为企业生存和发展的关键。通过自主创新，我国机床制造业已经能够生产出具有国际竞争力的产品，并在国际市场上占有一席之地。
最后，这一趋势也预示着我国机床制造业的未来发展方向。随着制造业的转型升级和自动化、智能化程度的不断提高，对机床的精度、效率和智能化程度的要求也越来越高。因此，国产五轴机床和五轴铣头的配套使用，将推动我国机床制造业在技术创新、产业升级和国际化发展等方面不断取得新的突破和进展。
在国产五轴机床发展的同时，我们需要注意一些关键方面以确保其健康、可持续的发展。
一是技术研发和创新是关键。我们需要不断投入研发力量，提高五轴机床的核心技术和性能指标，如精度、效率、稳定性和可靠性等。只有掌握了核心技术，才能确保国产五轴机床在激烈的市场竞争中立于不败之地。
二是质量控制和品牌建设同样重要。我们要注重五轴机床的生产过程和质量控制，确保每一台出厂的机器都能达到高品质标准。同时，我们要加强品牌建设和推广，提升国产五轴机床的知名度和美誉度，赢得客户的信任和认可。
三是关注市场需求和竞争态势。要深入了解客户需求和市场趋势，不断优化产品设计和生产方案，提高五轴机床的性价比和竞争力。同时，我们要密切关注国内外竞争对手的动态，及时应对市场变化和竞争挑战。
四是加强人才培养和团队建设。要培养一支具备创新精神和实践能力的研发团队和技术团队，不断提高员工的专业素养和综合素质。同时，我们要加强团队合作和文化建设，营造良好的工作氛围和企业文化，为国产五轴机床的发展提供有力的人才保障。
国产五轴机床行业的快速发展确实可能带来市场竞争的加剧，要避免恶性竞争，关键在于行业的健康发展、企业的自律以及政策的引导。从发展趋势上看，随着全球制造业的转型升级和智能制造的快速发展，五轴龙门加工中心的市场需求将持续增长。国内外企业都在积极研发新技术、新产品，以提高设备的加工精度、生产效率和智能化水平。同时，随着国际贸易的深入发展，国内外企业之间的合作与竞争也将更加激烈。
境内外五轴龙门加工中心在技术水平、市场应用、成本和维护等方面存在一定的差异。未来，随着技术的不断创新和市场的不断拓展，这些差异可能会逐渐缩小。五轴机床行业未来的趋势将是技术创新、应用领域拓展、绿色环保、国际化竞争和服务化转型等多个方面的综合发展。企业需要紧跟市场变化和技术发展趋势，不断提升自身的竞争力和适应能力。国内企业需要加大研发投入和技术创新力度，提高产品竞争力和市场占有率。同时，需要注重绿色制造和智能化技术的应用，推动五轴龙门加工中心行业的可持续发展。
来源：协会铣床分会（北一 焦东明） 责编：梅峰
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