浅析国外车削类机床的发展趋势

宋现会，许蒲双

浅析国外车削类机床的发展趋势

宋现会，许蒲双

（费斯托（中国）有限公司，上海201206）

本文首先分析了国内车削类机床的市场现状，指出车床在进口机床中占据了重要地位；然后以主要进口车床厂家产品的功能特点为基础，综述了当前数控车床的发展趋势，并提出了车削类机床开发的技术切入点。

车床；车削中心；马扎克；大隈

1 车削类机床进口现状分析

近年来，随着发达国家高端技术产品对华销售的解禁，众多国外品牌机床大量进入我国市场，中国已连续五年成为世界最大机床消费国；欧洲、美国、日本、韩国以及中国台湾地区是我国机床进口的主要来源，数控车床类机床进口占进口总额的两成左右；其中日本车削类机床受到中高端用户青睐，台湾车床由于较高的性价比正不断挤压国内厂家的市场份额。

随着我国工业化发展，在未来数年内我国对车削机床尤其是中高端的车削中心仍将保持一个较高的消费需求，而在车削机床占比中，普通数控车床占比将会逐渐的下降，中高端车削机床的占比将会逐步提高。

2 车削类机床的技术发展趋势

2.1 马扎克（MAZAK）与大隈（OKUMA）公司

山崎马扎克是目前世界上最大的机床制造商，马扎克车削数控车床以高效和高性价比，在国内市场具有良好的口碑和极大的市场销量。马扎克1 000 mm以下加工直径卧式车床主要分布有QTN（QSM）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。

大隈公司作为世界著名机床设备制造商，其车削类产品占到公司销售额的25%.大隈数控车床的一个显著特点是全部采用滑动导轨，故其产品以刚性好著称。大隈的卧式数控车床根据结构和定位主要有LCS系列、SPACE TURN LB系列、LB II系列、LT系列和LU系列。立式数控车床覆盖加工直径Φ400到Φ3500的范围。

2.2 技术发展趋势

通过对马扎克、大隈车床产品的分析，同时也充分考虑其它知名车床厂家产品，比如森精机、中村留、德玛吉和斯宾纳等，可归纳出目前数控车床的发展具有如下明显的特征。

高速化：高速是指高于平常几倍甚至十几倍的加工速度实现工件的高效加工，这主要表现在两个方面：一是指主轴转速高，主流车床产品一般在大型车床或低端配置中才使用交流伺服主轴电机驱动机械主轴，转速可达至6 000 r/min，而现在的高端配置车床都已经采用电主轴结构，由于是内置电机直接驱动，没有了中间机械传动结构，可使主轴转速得到极大提高，转速最高可达到10 000 r/min左右；二是指进给速度高，采用滑动导轨的进给速度一般在20 m/min左右，采用滚动导轨的进给速度已可轻松达到30 m/min，而德玛吉公司采用直线电机驱动后速度更是达到了60 m/min；高速化带来了高效率，车床主轴配置的电机规格相比传统车床提高明显，更大的主轴电机也就意味着更高的金属切除效率，表1展示了现代车床主轴的主流配置。

高精度：随着现代数控技术的发展，使得纳米级以上控制成为主流，工件加工的质量得到极大的提高。国外知名机床厂家主流产品进给轴的定位精度和重复定位精度均稳定的保持在u级，工件真圆度已达到u级以下，大隈还在高端车削中心中开发了主轴振动抑制功能，主轴动态精度非常出色。车床设计已经从传统的控制受力变形向控制机床的热变形发展，热亲和、热变位控制等概念成为众多厂家的卖点。对于机床的常见发热点都采用各种的防止热变形的措施，热变形补偿技术在高端的车削中心中的到一定程度应用。见表2.

表2 车床常见热变形控制措施

复合化：复合是指在一台机床上实现多种工序或工艺以集中完成对复杂零件的全部或大部分加工，机床功能的复合化减少了工件的装夹次数，提高了加工精度和效率，节省了厂房占地面积和人工成本，复合化程度的高低已作为衡量现代高端通用机床加工能力的主要标志性指标；现代高端车床的复合化配置主要表现在正副双主轴、前后或左右对置双刀塔或四刀塔、同时增加Y轴、B轴和C轴功能等等。正副双主轴可实现一次装夹对回转体零件的全部加工；多刀塔可实现同时对工件进行平衡加工；配置动力刀塔和C轴功能的车削中心方便的实现了车削加工和铣削加工的复合化，将逐渐成为主流产品；配置Y轴和B轴的车床铣削能力更强，可应对复杂零件加工。国外知名车床厂家的产品如马扎克、大隈、DMG等均实现同平台产品配置横向的多样化发展。

此外现代数控车床也更加注重智能化，节能环保，宜人性等能力扩展。比如机床照明采用LED灯管、系统自动待机、采用脂润滑代替油润滑、油污回收、语音识别、运动干涉预判等。

3 车削中心产品开发技术切入点

从长远发展看，车削中心产品必定会向多刀塔、双主轴、复合化、自动化方向发展，这样动力刀塔和电主轴设计和制造就成为必须攻克及难点，也只有这样才能获得高的产品利润。纵观目前国内市场，沈阳机床、大连机床等已经开始在自己的低配产品中使用自己生产的液压伺服动力刀塔，而国外厂家、包括台湾厂家无不使用自己生产的刀塔。

数控车削中心开发的技术核心是动力刀塔，动力刀塔是发展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。目前知名车床厂家比如马扎克、大隈、森精机、中村留、哈挺、哈斯、斗山、现代、程泰、台中因代克斯等无一不是使用自行开发设计的动力刀塔，国内目前沈阳和大连也能生产动力刀塔，但可靠性稍差，属于低配。

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。

[1]王爱玲，武文革.现代数控机床（第二版）[M]．北京：国防工业出版社，2009.

[2]中国机床工具行业年报2012版．机电商报社出版，2012.

[3]MAZAk机床产品综合样本（2013版）.

[4]OKUMA机床产品综合样本（2012版）.

Development Trend of Foreign Turning Machine

SONG Xian-hui，XU Pu-shuang
（Forster(China)Co.，Ltd.，Shanghai 201206，Chian）

This paper analyzes the market situation of domestic turning machine at first，and showing that the lathe occupies an important position in imported machines；Then it reviews the current development tendency of CNC

machines based on mainly import manufacturers’characteristics and functions，and put out the research point.

lathe；turning machine；mazak；okuma

TG51

A

1672-545X（2017）07-0275-02

2017-04-09

宋现会（1984-），男，山东人，研究生，机械主管，研究方向：机电一体化。