編者按:CCMT2024(第十三屆中國數控機床展覽會)已于4月12日圓滿落幕。展會期間,主辦方中國機床工具工業(yè)協會有關分會組織人員針對本專業(yè)領域展品及展商情況進行評述,現編發(fā)部分文章,供業(yè)界參考。文章觀點僅代表作者本人。
在金屬切削機床中,拉床是重要的細分領域之一,用于拉削各類幾何形狀的通孔、成形外表面以及齒輪的齒形,具有高速、高效、高精等特點。本屆展會共有4家拉床制造企業(yè)參展,其中國內企業(yè)3家,分別為浙江暢爾智能裝備股份有限公司(CHR)、湖南南方機床有限公司、長沙思勝智能設備有限公司,另外一家德國企業(yè)Karl Klink GmbH(Hoffmann Räumtechnik GmbH)由國內代理商攜展品亮相。
一、展品概況
本屆展會上,拉床企業(yè)聚焦航空航天、新能源汽車、家電等領域核心零部件精密加工,展現了多款拉削領域最新產品及工藝技術,其中渦輪盤榫槽加工技術、螺旋拉削技術、硬拉削技術、成套拉削解決方案等備受關注,展品呈現出高效、高精、高速等特點外,融合了數字化技術,在智能化、復合化、柔性化、綠色化等方面均取得了不同程度的進步和提升。
1.渦輪機拉床
渦輪機拉床是本次展會的熱點,主要用于航空發(fā)動機、燃氣輪機等核心動力部件“渦輪盤”榫槽的精密拉削加工。展會上,德國Hoffmann、暢爾裝備展示了外榫槽加工的拉床方案。
德國Hoffmann是該領域的領頭企業(yè),開發(fā)了用于渦輪式發(fā)動機零件拉削加工的臥式和立式多種機型的高端數控拉床,具有柔性化、高效率和高可靠性特點。其中以RAWMX系列臥式拉床尤為典型,行程長度可達7500mm,長行程設計可有效降低因多次更換刀盒出現的定位誤差;五軸集成的C型搖籃結構,可滿足帶不同錐角的渦輪盤的自動調整加工。
國內在渦輪機拉床研發(fā)相對成熟的企業(yè)以暢爾裝備為代表,開發(fā)的LG3132ZX系列臥式拉床、LG7532ZX數控立式外拉床已經提供給國內外應用。其中LG3132ZX五軸數控臥式拉床達到國際同類產品先進水平,集成了榫槽精密拉削工藝、4軸集成C型搖籃結構、工業(yè)機器人集成刀具儲運技術、快速快刀換模技術等,具有高剛性和穩(wěn)定性、高精度和精度保持性、智能化和柔性化等特點,為中國航發(fā)用戶解決了渦輪盤等難加工材料及復雜型面拉削加工的“卡脖子”難題,替代進口。
長沙思勝推出了一款數控高精度內榫槽臥式拉床,主要用于航空發(fā)動機和燃氣輪機的靜葉外環(huán)的內榫槽加工。臥式結構,拉削過程采用工件固定,刀具水平運動的方式。機床采用數控分度,偏角采用數字化調整,可滿足不同零件的槽數、角度調整,拉削不同尺寸和槽型的輪盤內榫槽。
2.數控螺旋拉床
湖南南方、暢爾裝備、德國Klink均展示了數控螺旋拉床。螺旋拉削技術是一種新興的加工工藝,是加工復雜螺旋型面零件的高效加工方法,具有加工過程尺寸穩(wěn)定、齒形精度高、加工效率高等特點。
湖南南方帶來了一款LK8910數控螺旋立式內拉床,額定拉力100kN,額定行程1250mm,拉刀最大直徑Φ90mm,拉刀最大長度1450mm。主體采用五心共面的優(yōu)勢結構,螺旋旋轉C軸采用“0背隙”的高精密齒輪傳動,通過數控系統(tǒng)雙龍門功能控制伺服電機驅動,從而使拉削螺旋線精度達到齒輪5級。
湖南南方展位數控螺旋立式內拉床
暢爾裝備開發(fā)的是一款大噸位數控螺旋拉床,額定拉力≥250kN,最大行程≥2000mm,最大拉刀長度≥2150mm,工件拉削后表面粗糙度Ra≤1.6µm。采用工件移動和拉刀旋轉同步運行,滿足螺旋花鍵內齒的高精度拉削,可自由切換不同規(guī)格螺旋花鍵和直齒花鍵的拉削。機床可實現全自動上下料,生產效率高,適用于汽車、航空、工程機械等核心零部件復雜型面螺旋槽(導程大、線數多)的高精密、批量化加工。
德國Karl Klink對于螺旋拉削技術研究較早,技術發(fā)展較為成熟,開發(fā)的數控立式螺旋拉床具有高精度、高剛性、高可靠性等特點。
3.高速硬齒拉床
在汽車行業(yè)采用硬拉削工藝的零件種類明顯增加,在實際生產中,高硬度材料的拉削技術被廣泛應用于高硬度內花鍵的高速、高效、高精度、綠色化加工。長沙思勝、暢爾裝備、Karl Klink均展示了高速硬拉床。
長沙思勝展出了一臺LSK5715大噸位數控高速復合拉床,用于拉削HRC 60-65、各種高硬度的零件內孔,高硬度工件加工的熱后零件齒輪精度等級達到H5,熱前零件加工精度為H7,熱前零件最大拉削力150kN,熱后高速(100m/min)拉削力可達75kN,實現熱前、熱后拉削在一臺機床上加工,大大降低制造成本,可用于商用及乘用車發(fā)動機、變速箱,風電、工程機械等工業(yè)減速機、新能源汽車電機軸等領域。
長沙思勝大噸位數控高速復合拉床
4.數字化、智能化裝備
本次展會上,拉床集成智能化、柔性化、自動化水平顯著提升。暢爾裝備推出的一款為智慧工廠打造的智能化線方案,集成了遠程在線實時監(jiān)測技術、3D視覺技術、在線識別與檢測、加工過程自適應控制技術等,可通過面向生產制造全過程的MES管理,實現加工過程的可視化及數字化,同時滿足現代化工廠高效生產加工和管理要求。
暢爾裝備智能化成套裝備連線
二、行業(yè)技術分析
1.國產拉床高端化趨勢凸顯
從展出的拉床展品可以看出,國產拉床技術進步快,拉床的高端化指標顯著提升,不僅表現在機床加工精度、拉削速度、精度保持性、可靠性等方面水平的提升,還實現了多工藝、工序的復合化。同時,國產拉床競逐中高端賽道進程加快,不斷研制國產化高檔數控裝備,滿足航空、航天、新能源汽車、核工業(yè)、家電等領域用戶的需求。
2.自動化水平和數控技術提升
拉床數控技術越來越高,通過控制系統(tǒng)的集成開發(fā),由單一拉床融合了機械手、自動上下料裝置、自動換刀機構等功能,形成自動化加工單元或成套自動化加工生產線,協同上下道工序,為客戶提供高效自動化方案。
3.數字技術、智能技術應用廣泛
數字經濟時代下,各企業(yè)積極轉型升級,搭乘數字化、智能化“快車”,在產品研發(fā)、應用、售后服務及運營管理等過程融入數字化技術,如在線監(jiān)測平臺、3D視覺技術、實時監(jiān)控、可視化管理系統(tǒng)以及MES技術等,滿足用戶及現代化工廠的高效加工需求。
4.突破關鍵“卡脖子”技術初顯成效
國外高檔拉床在可靠性、精度保持性等方面更勝一籌。但是國內企業(yè)正加快對標追趕德國先進產品技術,國內外技術差距逐步縮小,在拉削關鍵技術“卡脖子”上取得不少突破,如難加工材料與復雜型面快速拉削成形技術、硬齒拉削大噸位高速復合拉削技術、大噸位螺旋拉削技術等。隨著國產機床在技術和品質上逐漸崛起,占據了更多的市場份額。
5.產業(yè)鏈協同創(chuàng)新步代加快
在國家產業(yè)鏈自主可控持續(xù)推進的大環(huán)境下,企業(yè)強化穩(wěn)鏈、補鏈、強鏈各項工作。為填補供給薄弱環(huán)節(jié),機床企業(yè)與用戶、供應商開展協同創(chuàng)新,積極推動產業(yè)鏈上游核心部件(如轉臺、數控系統(tǒng)、刀庫、工夾具等)自主化、國產化。自主研制的國產高負載轉臺、數控系統(tǒng)在國產機床得到了應用推廣。
三、未來發(fā)展趨勢
1.高精度、高效率、高可靠性產品成為主流
展會上,服務于汽車、航空航天、新能源等領域的高端數控機床備受關注,反映出市場對高精度、高效率的數控機床需求尤為旺盛。隨著制造業(yè)的轉型升級和智能制造、工業(yè)互聯網等技術的迭代更新,機床企業(yè)快速響應國家發(fā)展新質生產力的要求,堅持高端化發(fā)展,產品朝著高精、高效、高可靠性、復合化等方向持續(xù)深入發(fā)展。
2. 高端裝備復合化、多軸化、極端化趨勢明顯
復合化加工技術可以實現復雜零部件的高精度加工,為此高端裝備將具備更多的功能復合化特點,能夠實現多種加工方式的復合加工、更復雜的工藝復合性和多軸加工。此外,隨著制造業(yè)的發(fā)展,超大型、超重型零件的加工需求日益增多,數控機床將具備更極端化的加工能力(如超長行程加工、大噸位拉削加工等)。
3.智能化是數控機床行業(yè)發(fā)展的大趨勢
智能化機床是數控機床發(fā)展的高級形態(tài),是今后數控機床的發(fā)展方向。智能化工廠的打造離不開智能化機床、智能化物流和智能化信息,機床行業(yè)將不斷創(chuàng)新迭代,加快研發(fā)智能監(jiān)控、防碰撞、診斷預警、5軸調諧等機床產品和技術,滿足智能化發(fā)展的需要。
4.綠色化仍是機床市場發(fā)展的大方向
低碳經濟、綠色制造是社會經濟發(fā)展的方向,綠色制造已然成為了制造業(yè)的重要發(fā)展趨勢。數控機床作為能耗較高的設備,其綠色制造技術的發(fā)展將受到越來越多的關注,未來,數控機床將會更加注重節(jié)能、減排和資源循環(huán)利用等方面綠色制造技術的研究和應用,助力碳達峰、碳中和。
5.定制化服務成為市場競爭的新焦點
全球數控機床市場競爭激烈,市場集中度較高,隨著制造業(yè)的轉型升級,客戶對數控機床的需求日益?zhèn)€性化,提供定制化服務的企業(yè)將更具市場競爭力。為此,越來越多的機床企業(yè)深耕專業(yè)技術、創(chuàng)新發(fā)展的同時,更加緊貼下游客戶產品工藝,以“個性化、重服務”贏取市場。
6.上下游產業(yè)鏈協同創(chuàng)新助力國產化
展會上,機床功能部件類的展品豐富,國產功能部件自主研發(fā)能力顯著提升。在國家產業(yè)鏈協同創(chuàng)新持續(xù)推進的大環(huán)境下,上下游供應鏈戰(zhàn)略合作、攜手研發(fā),在主軸、絲杠、轉臺、數控系統(tǒng)、工夾具等領域自主化水平大幅提高,另外也有機床企業(yè)自主研發(fā)核心功能部件,并且實現在國產機床上的應用,體現了產業(yè)鏈供應鏈不斷提升的自主可控能力。
來源:協會插拉刨床分會
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