可換A軸頭式雙擺角銑頭市場發(fā)展前景

蔡春剛 任志輝 賀行健 馮金龍 楊松山

(大連光洋科技工程有限公司，遼寧大連 116600)

當(dāng)今我國的龍門加工中心，歸納起來無非兩大特點(diǎn)，一是規(guī)格大，縱向行程大于8～10 mm的制造已不成問題，如北一、江蘇新瑞、沈陽機(jī)床等，機(jī)型的行程均很大;二是五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床增多，銑頭兩聯(lián)動(dòng)的五面體加工中心已不再是稀罕之物了。

五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床(見圖1)是一種科技含量高、精密度高，專門用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床。這種機(jī)床系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。

而五軸機(jī)床的關(guān)鍵點(diǎn)之一就是功能部件，依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360°回轉(zhuǎn)控制，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達(dá)±90°以上，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活。目前市場上五軸機(jī)床的功能部件部分一般都是固定不可更換的，如果可以在保持C軸不變的前提下使A軸做到可更換性，這種應(yīng)用技術(shù)對(duì)機(jī)床自身就是一個(gè)突破。而且這種技術(shù)已經(jīng)在國外的多家機(jī)床廠得到了應(yīng)用，如德國的CyTec公司已經(jīng)研制出了可換A軸的雙擺銑頭，但這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)仍處于落后階段，如果想要不被國外的機(jī)床行業(yè)牽著鼻子走，我們就必須自主創(chuàng)新，與國外達(dá)到同等水平。

目前國內(nèi)機(jī)床廠自主研制的可更換A軸式雙擺銑頭有如下幾種形式:

(1)緊湊型銑頭系列:小扭矩輕型雙擺銑頭(C軸豎直，帶有單電動(dòng)機(jī)A軸;C軸豎直，帶有雙電動(dòng)機(jī)A軸)。主要應(yīng)用于小切深量的模具類加工及其他工件的精加工。

(2)中型銑頭系列:大扭矩重型雙擺銑頭(C軸豎直，帶有A軸)、45°萬能頭(C軸豎直，帶有A軸)。

(3)重型銑頭系列:重切削角度頭(C軸豎直，帶有A軸)。

從近幾年的國際機(jī)床展上我們可以看到，展出的機(jī)床產(chǎn)品有主要針對(duì)汽車零組件加工用戶研發(fā)的，另有鎖定航天產(chǎn)業(yè)客戶開發(fā)。從國際機(jī)床市場方向加速往汽車與航天產(chǎn)業(yè)靠攏來看，其對(duì)應(yīng)的需求是工件的加工形狀趨于大型化、復(fù)雜化、薄形化以及要求多道工序一次完成。只有通過提升加工精度，才能制造出符合組裝汽車與航天產(chǎn)業(yè)所需的零組件，因而對(duì)一機(jī)即能執(zhí)行車、銑、鉆、攻牙和鏜孔等多種功能的復(fù)合化車床以及擁有加工復(fù)雜外形、曲面與薄長形等能力的五軸綜合加工機(jī)和臥式車床，其在歐洲機(jī)床市場的份量日益加重自不必說。

面對(duì)國際機(jī)床市場的新形勢，過去較少研發(fā)五軸加工機(jī)型的日本MAZAK、牧野銑床制作所和MORI等機(jī)床大廠，在近年的國際機(jī)床展中也開始展示具備多軸頭加工能力及切削薄形零組件的綜合加工機(jī)，以及擁有復(fù)雜功能的車銑復(fù)合機(jī)。更值得一提的是以德國CyTec為代表的國外眾多機(jī)床制造廠，推出了一種可更換A軸頭的五軸機(jī)床，這種機(jī)床在眾多單一的五軸加工機(jī)床中顯的格外耀眼。

國外的五軸機(jī)床在價(jià)格上相對(duì)較高，如果在加工過程中需要兩種或兩種以上五軸機(jī)床的時(shí)候，我們目前只能從機(jī)床數(shù)量上加以平衡或者高價(jià)購買國外可更換A軸的高檔五軸機(jī)床，這無疑就會(huì)使加工成本增加從而制約我國的工業(yè)發(fā)展。面對(duì)這種形勢，我國的多家機(jī)床企業(yè)迎難而上。通過不懈的努力研制出了可更換A軸的雙擺銑頭，這種技術(shù)的應(yīng)用無疑填補(bǔ)了我國A軸可換式雙擺銑頭技術(shù)的空白。

這種技術(shù)的應(yīng)用使我們在加工不同工件的時(shí)候可以根據(jù)工件要求，自行更換A軸，這樣既降低了成本，又使工件精度得到保障。所以這種可更換A軸式雙擺銑頭的應(yīng)用將會(huì)成為未來機(jī)床市場上的中流砥柱。

［1］張伯霖，張志潤，肖曙紅.超高速傳動(dòng)與機(jī)床的零傳動(dòng)［J］.中國機(jī)械工程，1996，7(5):37 －41.

［2］李明.雙擺銑頭的精度保持性分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)［D］.北京:北京信息科技大學(xué)，2007.

［3］劉芳.高速五軸聯(lián)動(dòng)銑頭式機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)性能分析［D］.北京:北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院，2005.

［4］蔡厚道，吳日韋.數(shù)控機(jī)床構(gòu)造［M］.2版.北京:北京理工大學(xué)出版社，2010.