CIMT2021部分五轴加工中心浅析

五轴联动加工中心是一种科技含量高、精度高、专门用于加工复杂曲面的机床，此类产品的技术水平对一个国家的综合制造能力具有重要影响力。

在4月由中国机床工具工业协会主办的第十七届中国国际机床展览会(CIMT2021)上，展出了多种类型的五轴立、卧式加工中心，欧美日知名品牌悉数参展。国内机床企业五轴加工中心也如雨后春笋，北京精雕的产品已系列化，主打高精密模具加工；大连科德五轴加工中心近几年获得长足发展，数控系统、核心功能部件自主化，主打复杂零件加工。本届展会五轴加工中心工作台面以Φ400mm-Φ630mm居多，其中多为AC或BC轴结构。

1. 应用领域及典型工件

五轴加工中心可以实现一次装夹完成铣削、钻孔、攻丝等多面加工，通过五轴五联动还可加工复杂零件的自由曲面，减少了多次装夹造成的重复定位误差，缩短了上下料的辅助时间，降低了多序加工时的设备采购成本和工装夹具的使用成本，提高了产品的加工精度和加工效率。目前主要应用于航空航天、军工、汽车、医疗、精密模具等领域。五轴加工中心加工的典型零件主要有航空发动机叶轮、叶片，船用螺旋桨，重型发电机转子，汽轮机转子，义齿模具，轮胎模具等，典型样件见下图。

从左到右依次是：叶轮叶片、义齿、轮胎模具

2. 机床典型结构

五轴加工中心的运动轴大多采用3+2的结构，即由X、Y、Z三个直线运动轴加上两个旋转轴(即A/B、A/C或B/C)组成。由两个旋转轴组合形式可将其大体分为双轴转台(摇篮式)、单转台加单摆头式(一摆一转式)和双摆头式三种形式。如图所示。

二、部分展商及展品

1．德玛吉森精机（DMG MORI）

本次展会，DMG MORI展出的第三代DMU50是典型的B/C结构五轴立式加工中心，该产品也是德马吉在国内五轴市场上的主打产品，销量最大。

第三代DMU50采用一体式床身，具有更好的刚性。采用全面冷却措施，使机床长期保持高精度。同时三轴采用全闭环控制，配备了光栅尺进行位置反馈，提高机床的定位精度。DMG公司的DMU系列五轴立式加工中心可模块化配置自动线模块、交换工作台站、扩展刀库站，并与整机保持统一风格。

德马吉DMU50产品外观       德马吉DMU50单机自动化

该机X/Y/Z轴行程650/520/475mm，快移速度42 m/min，B轴摆动范围-35°/+110°，工作台直径Ø630mm，工作台承重300kg，工件最大高度450mm，主轴转速20-15000r/min。

2．科德数控股份有限公司

科德数控长期聚焦五轴产品的开发，目前已研发出五轴立式加工中心、五轴卧式加工中心、五轴铣车复合加工中心、五轴工具磨削中心、五轴高速桥式龙门加工中心、五轴卧式翻板加工中心、五轴叶片铣削加工中心等八大类产品。2020年五轴产品合计销售200余台。

本次展会，科德数控展出四款产品，其中柔性制造单元代表集成加工及自动化解决方案的能力；KMC800SU为其主打的五轴立加产品系列之一；德创系列两台展机为经济型产品，卧式五轴、立式五轴均从通用型卧加、立加发展而来。

KMC800SU五轴立式加工中心具有快移速度60m/min、加速度1g的性能指标，相比传统机型具有更高的加工效率。

车铣磨复合柔性制造单元   KMC800SU五轴立式加工中心

HMC80U五轴卧式加工中心    VMC50SU五轴立式加工中心

3．埃弗米数控设备科技有限公司

埃弗米公司成立于2015年，位于广东省东莞市，公司专注于五轴立式加工中心产品的研发销售，产品已经系列化，当前销售型号分别为GMU-400、GMU-500、GMU-700、GMU-800，产品工作台面覆盖Φ400mm- Φ800mm。

本次展会，埃弗米公司参展一款产品，型号为GMU-800，天车式结构，AC轴摇篮转台，配海德汉数控系统。

埃弗米GMU-800

GMU-800的X/Y/Z轴行程为850/950/550mm，X/Y/Z轴快移速度30/30/20m/min，A轴摆动范围-120°/+120°，工作台直径Ø800mm，工作台承重800kg，主轴转速20-12000 r/min，主轴功率15.5/21.7kW，主轴扭矩85/119Nm，刀具数量32把。

4．牧野机床

日本牧野的五轴卧加a500Z，采用冷却装置主动控制运动轴的温升，保证机床的精度稳定，还具有语音人机交互、防碰撞等智能功能。

a500Z基于ROI(Return On Investment投资回报率)理念而设计，主轴的快速移动、快速定位、换刀等非切削时间均大幅缩短。在零件加工领域，减少非切削时间一直是一个亟待解决的问题，而a500Z专注于此，从而助力用户提高产量和效率。

5．宁江机床

宁江机床展出了THM6363Ⅳ卧式五轴加工中心。

该机床的定位精度能达到0.004mm，重复定位精度能达到0.002mm。经了解得知，宁江机床的卧式五轴加工中心有THM6350Ⅳ、THM6363Ⅳ、THM6380Ⅳ、THM63100Ⅳ、THM63120Ⅳ等五种规格。

三、发展趋势

从部分展品可以看出，当前制造技术的发展趋势有：提高自动化水平、广泛应用数字化技术、采用网络化管理、向智能化迈进。

当前机床行业下游用户需求结构出现高端化发展态势，多个行业都将进行大范围、深层次的结构调整和升级改造，对于高质量、高技术水平机床产品需求迫切。总体上来说，中高档数控机床市场需求上升较快，用户需要更多高速、高精度、高刚度、大功率、复合、柔性、多轴联动、智能化的数控机床。

汽车行业表现出生产大批量、多品种、车型更新更快的发展趋势，新能源汽车发展加速，从而要求加工设备朝着精密、高效、智能化方向不断发展。在航空航天领域，随着民用飞机需求量的上升以及军用飞机的跨代发展，新一代飞机朝着轻质化、高可靠性、长寿命、高隐身性、快速响应及低成本制造等方向发展，急切需要更先进的加工装备来承载。这些领域目前正处于调整和升级的关键时期，对五轴加工中心需求旺盛。

（中国机床工具工业协会cmtba）

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