從CIMT2021看五軸頭的技術發展
2022-02-18趙巖
(寧波海天精工股份有限公司)
2021年4月12-17日,由中國機床工具工業協會主辦的CIMT2021在北京成功舉辦。作為本年度國內舉辦的規模Z大、品牌知名度Z高的機床工具盛會,吸引了境內外知名企業爭相在這個全球業界四大知名展會之一的平臺上展示自己的技術水平和服務實力。作為后疫情時期首個開幕的全球知名機床工具展,CIMT2021吸引了20余萬人到場,現場人流如織。
五軸頭是數控機床的重要功能部件,代表著機床Z主要的核心技術之一,它能夠擴展傳統機床的加工形式和加工自由度,實現機床功能的多樣化,能大幅度提升機床的加工范圍,使用戶企業實現生產力和附加值的Z大化。CIMT2021展會上,境內外企業展出了品種繁多、外觀精美的五軸頭產品,筆者就其中部分五軸頭產品進行評述,不到之處,請同行斧正。
一、電主軸五軸頭
五軸聯動加工一直是加工中心的至高追求,隨著模具制造和航空航天產業的迅速發展,對五軸聯動加工機床的需求越來越大。采用力矩電機驅動A/C軸的五軸頭可實現聯動加工,采用大功率高速電主軸可實現高速高精加工。
對于雙軸(A/C軸)采用力矩電機直驅的AC擺頭,有單擺和雙擺兩種形式。單擺式的只有一邊設有力矩電機,A軸驅動力較同規格雙擺式的小。雙擺式是A軸兩側都有力矩電機驅動,相對單擺式A軸驅動力大,并且A軸對稱式設計,擺頭重心與C軸旋轉中心重合,轉位具有更好的穩定性。
1. 濟南二機床集團有限公司
濟南二機床展出的4個五軸頭在跑和臺上各自做著A/C軸擺動動作,給觀眾帶來視覺沖擊,非常吸引眼球。
上圖中從左到右的4個五軸頭分別是通用伺服電機驅動A/C雙擺角銑頭、機械主軸式A/C雙擺角銑頭、力矩電機直驅A/C雙擺角銑頭、力矩電機直驅偏置A/C雙擺角銑頭。大功率大扭矩的加工優選機械主軸式A/C雙擺頭和通用伺服電機驅動A/C雙擺角銑頭,機械主軸式A/C雙擺頭的A/C軸驅動扭矩可達4000-8700Nm,主軸扭矩Z大可達3070Nm,機械主軸轉速5000r/min,適合強力切削;通用伺服電機驅動A/C雙擺角銑頭A/C軸驅動扭矩1200Nm,主軸功率40-80kW,主軸Z高轉速30000r/min,適用于有色金屬、復材等材料零件的高速高精加工。高精度高效率加工以力矩電機直驅A/C雙擺角銑頭和力矩電機直驅偏置A/C雙擺角銑頭為優選,力矩電機直驅A/C雙擺角銑頭A/C軸驅動扭矩1500Nm,主軸功率37-80kW,主軸Z高轉速30000r/min,A/C軸工作旋轉速度60r/min,適用于有色金屬高速加工及模具精加工;力矩電機直驅偏置A/C雙擺角銑頭A/C軸驅動扭矩800-1200Nm,主軸功率25-40kW,主軸Z高轉速24000r/min,A/C軸工作旋轉速度60r/min,適用于汽車外板模具、玻璃鋼及碳纖維等復合材料的精加工。
濟南二機床的五軸頭,按不同應用領域設計成4個具有代表性的產品,加工范圍覆蓋了大部分機加工行業產品。
2. 山東威達重工股份有限公司
展出的GMC2232bu五軸橋式高速龍門加工中心上配置了一款意大利HSD-810型雙臂叉式五軸銑頭,該銑頭力矩電機直驅,主軸功率50/67.5kW,主軸Z大輸出扭矩90/120Nm,A/C軸加持力矩都達到4000Nm,A軸定位精度6