一、概況
五軸聯(lián)動(dòng)加工中心是一種科技含量高、精度高、專門用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床，此類產(chǎn)品的技術(shù)水平對一個(gè)國家的綜合制造能力具有重要影響力。
在4月由中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)主辦的第十七屆中國國際機(jī)床展覽會(huì)（CIMT2021）上，展出了多種類型的五軸立、臥式加工中心，歐美日知名品牌悉數(shù)參展。國內(nèi)機(jī)床企業(yè)五軸加工中心也如雨后春筍，北京精雕的產(chǎn)品已系列化，主打高精密模具加工；大連科德五軸加工中心近幾年獲得長足發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)、核心功能部件自主化，主打復(fù)雜零件加工。本屆展會(huì)五軸加工中心工作臺(tái)面以Φ400mm-Φ630mm居多，其中多為AC或BC軸結(jié)構(gòu)。
1. 應(yīng)用領(lǐng)域及典型工件
五軸加工中心可以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成銑削、鉆孔、攻絲等多面加工，通過五軸五聯(lián)動(dòng)還可加工復(fù)雜零件的自由曲面，減少了多次裝夾造成的重復(fù)定位誤差，縮短了上下料的輔助時(shí)間，降低了多序加工時(shí)的設(shè)備采購成本和工裝夾具的使用成本，提高了產(chǎn)品的加工精度和加工效率。目前主要應(yīng)用于航空航天、軍工、汽車、醫(yī)療、精密模具等領(lǐng)域。五軸加工中心加工的典型零件主要有航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪、葉片，船用螺旋槳，重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，義齒模具，輪胎模具等。
2. 機(jī)床典型結(jié)構(gòu)
五軸加工中心的運(yùn)動(dòng)軸大多采用3+2的結(jié)構(gòu)，即由X、Y、Z三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸加上兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸（即A/B、A/C或B/C）組成。由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸組合形式可將其大體分為雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)（搖籃式）、單轉(zhuǎn)臺(tái)加單擺頭式（一擺一轉(zhuǎn)式）和雙擺頭式三種形式。如圖所示。
二、部分展商及展品
1．德瑪吉森精機(jī)（DMG MORI）
本次展會(huì)，DMG MORI展出的第三代DMU50是典型的B/C結(jié)構(gòu)五軸立式加工中心，該產(chǎn)品也是德馬吉在國內(nèi)五軸市場上的主打產(chǎn)品，銷量最大。
第三代DMU50采用一體式床身，具有更好的剛性。采用全面冷卻措施，使機(jī)床長期保持高精度。同時(shí)三軸采用全閉環(huán)控制，配備了光柵尺進(jìn)行位置反饋，提高機(jī)床的定位精度。DMG公司的DMU系列五軸立式加工中心可模塊化配置自動(dòng)線模塊、交換工作臺(tái)站、擴(kuò)展刀庫站，并與整機(jī)保持統(tǒng)一風(fēng)格。
該機(jī)X/Y/Z軸行程650/520/475mm，快移速度42 m/min，B軸擺動(dòng)范圍-35°/+110°，工作臺(tái)直徑?630mm，工作臺(tái)承重300kg，工件最大高度450mm，主軸轉(zhuǎn)速20-15000r/min。
2．科德數(shù)控股份有限公司
科德數(shù)控長期聚焦五軸產(chǎn)品的開發(fā)，目前已研發(fā)出五軸立式加工中心、五軸臥式加工中心、五軸銑車復(fù)合加工中心、五軸工具磨削中心、五軸高速橋式龍門加工中心、五軸臥式翻板加工中心、五軸葉片銑削加工中心等八大類產(chǎn)品。2020年五軸產(chǎn)品合計(jì)銷售200余臺(tái)。
本次展會(huì)，科德數(shù)控展出四款產(chǎn)品，其中柔性制造單元代表集成加工及自動(dòng)化解決方案的能力；KMC800SU為其主打的五軸立加產(chǎn)品系列之一；德創(chuàng)系列兩臺(tái)展機(jī)為經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品，臥式五軸、立式五軸均從通用型臥加、立加發(fā)展而來。
KMC800SU五軸立式加工中心具有快移速度60m/min、加速度1g的性能指標(biāo)，相比傳統(tǒng)機(jī)型具有更高的加工效率。
3．埃弗米數(shù)控設(shè)備科技有限公司
埃弗米公司成立于2015年，位于廣東省東莞市，公司專注于五軸立式加工中心產(chǎn)品的研發(fā)銷售，產(chǎn)品已經(jīng)系列化，當(dāng)前銷售型號分別為GMU-400、GMU-500、GMU-700、GMU-800，產(chǎn)品工作臺(tái)面覆蓋Φ400mm- Φ800mm。
本次展會(huì)，埃弗米公司參展一款產(chǎn)品，型號為GMU-800，天車式結(jié)構(gòu)，AC軸搖籃轉(zhuǎn)臺(tái)，配海德漢數(shù)控系統(tǒng)。
GMU-800的X/Y/Z軸行程為850/950/550mm，X/Y/Z軸快移速度30/30/20m/min，A軸擺動(dòng)范圍-120°/+120°，工作臺(tái)直徑?800mm，工作臺(tái)承重800kg，主軸轉(zhuǎn)速20-12000 r/min，主軸功率15.5/21.7kW，主軸扭矩85/119Nm，刀具數(shù)量32把。
4．牧野機(jī)床
日本牧野的五軸臥加a500Z，采用冷卻裝置主動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)軸的溫升，保證機(jī)床的精度穩(wěn)定，還具有語音人機(jī)交互、防碰撞等智能功能。
a500Z基于ROI（Return On Investment投資回報(bào)率）理念而設(shè)計(jì)，主軸的快速移動(dòng)、快速定位、換刀等非切削時(shí)間均大幅縮短。在零件加工領(lǐng)域，減少非切削時(shí)間一直是一個(gè)亟待解決的問題，而a500Z專注于此，從而助力用戶提高產(chǎn)量和效率。
5．寧江機(jī)床
寧江機(jī)床展出了THM6363Ⅳ臥式五軸加工中心。
該機(jī)床的定位精度能達(dá)到0.004mm，重復(fù)定位精度能達(dá)到0.002mm。經(jīng)了解得知，寧江機(jī)床的臥式五軸加工中心有THM6350Ⅳ、THM6363Ⅳ、THM6380Ⅳ、THM63100Ⅳ、THM63120Ⅳ等五種規(guī)格。
三、發(fā)展趨勢
從部分展品可以看出，當(dāng)前制造技術(shù)的發(fā)展趨勢有：提高自動(dòng)化水平、廣泛應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)、采用網(wǎng)絡(luò)化管理、向智能化邁進(jìn)。
當(dāng)前機(jī)床行業(yè)下游用戶需求結(jié)構(gòu)出現(xiàn)高端化發(fā)展態(tài)勢，多個(gè)行業(yè)都將進(jìn)行大范圍、深層次的結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級改造，對于高質(zhì)量、高技術(shù)水平機(jī)床產(chǎn)品需求迫切?？傮w上來說，中高檔數(shù)控機(jī)床市場需求上升較快，用戶需要更多高速、高精度、高剛度、大功率、復(fù)合、柔性、多軸聯(lián)動(dòng)、智能化的數(shù)控機(jī)床。
汽車行業(yè)表現(xiàn)出生產(chǎn)大批量、多品種、車型更新更快的發(fā)展趨勢，新能源汽車發(fā)展加速，從而要求加工設(shè)備朝著精密、高效、智能化方向不斷發(fā)展。在航空航天領(lǐng)域，隨著民用飛機(jī)需求量的上升以及軍用飛機(jī)的跨代發(fā)展，新一代飛機(jī)朝著輕質(zhì)化、高可靠性、長壽命、高隱身性、快速響應(yīng)及低成本制造等方向發(fā)展，急切需要更先進(jìn)的加工裝備來承載。這些領(lǐng)域目前正處于調(diào)整和升級的關(guān)鍵時(shí)期，對五軸加工中心需求旺盛。
