國(guó)產(chǎn)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床的現(xiàn)狀及發(fā)展

一、目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀及水平

1、基本生產(chǎn)概況

    “十五”以來，尤其是最近二、三年，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和國(guó)家對(duì)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的大力支持，我國(guó)許多重要行業(yè)對(duì)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床的需求愈來愈大。有需求有市場(chǎng)，就有生產(chǎn)，這是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律。所以國(guó)內(nèi)不少從未涉及制造龍門鏜銑床的廠家，都紛紛上陣，通過引進(jìn)技術(shù)、合作生產(chǎn)等形式，開發(fā)研制各種龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床，滿足廣大用戶的需求。根據(jù)中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)重點(diǎn)骨干企業(yè)的統(tǒng)計(jì)資料和其他有關(guān)資料表明，2005年我國(guó)已有11個(gè)企業(yè)批量生產(chǎn)各種龍門加工中心422臺(tái)，生產(chǎn)特種數(shù)控龍門鏜銑床75臺(tái)。其中年產(chǎn)超過80臺(tái)的企業(yè)有3家：沈陽機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、寧波海天精工機(jī)械有限公司、威海華東數(shù)控股份有限公司。而沈陽機(jī)床集團(tuán)在2005年生產(chǎn)包括五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心等各種產(chǎn)品135臺(tái)，占龍門加工中心總產(chǎn)量的32%。

2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式

    配置自動(dòng)換刀結(jié)構(gòu)的數(shù)控龍門鏜銑床即為龍門加工中心。目前，我國(guó)生產(chǎn)的龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床產(chǎn)品的主要品種，根據(jù)機(jī)床結(jié)構(gòu)布局形式劃分為：按龍門架是否移動(dòng)，分為龍門固定工作臺(tái)移動(dòng)式和龍門移動(dòng)式；按橫梁是否在立柱上運(yùn)動(dòng)，分為動(dòng)梁式和定梁式兩種；橫梁在高架床身上移動(dòng)稱為高架式；按機(jī)床凈重和工作臺(tái)承載能力，分為輕型、中型和重型（超重型）等。目前生產(chǎn)的主要規(guī)格范圍是工作臺(tái)寬度為800-5000毫米，長(zhǎng)度為2000-28000毫米等各種規(guī)格尺寸段。應(yīng)該指出，在2005年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床中，90%左右的規(guī)格都集中在1000-2000毫米尺寸段，而95%的品種幾乎都是橫梁固定工作臺(tái)移動(dòng)式。相比之下，工作臺(tái)寬度在3米以上，尤其是寬度為4000-5000毫米的動(dòng)梁式超重型龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床，技術(shù)難度較大，技術(shù)含量較高，目前國(guó)內(nèi)只有一兩家能生產(chǎn)。

3、產(chǎn)品技術(shù)水平

    “十五”期間，是我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)發(fā)展最快的五年，通過引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)等形式，在新產(chǎn)品研發(fā)方面取得較大進(jìn)展。在高速、高精、多軸、復(fù)合等方面都有較大突破，尤其是龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床更為突出。從1999年江蘇多棱（原常州機(jī)床總廠）帶頭打破西方封鎖，試制成功具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國(guó)第一臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門鏜銑床以來，已有濟(jì)南二機(jī)、桂林機(jī)床、北京一機(jī)等多家公司推出五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床。尤其是今年2月份在上海舉辦的中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)（CCMT2006）上，實(shí)力雄厚的沈陽機(jī)床集團(tuán)，一次推出6臺(tái)大型龍門加工中心，其中3臺(tái)具有五軸聯(lián)動(dòng)功能，1臺(tái)具有五面加工功能，1臺(tái)為車銑加工中心，這也突出體現(xiàn)了我國(guó)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床在五軸聯(lián)動(dòng)功能上，開始走向成熟。近年來，有的廠產(chǎn)品在主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給、機(jī)床精度等主要技術(shù)參數(shù)已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。尤其是北京一機(jī)截止到今年6月底，僅一年半的時(shí)間就簽約生產(chǎn)工作臺(tái)寬度4米、5米的超重型動(dòng)梁龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床10臺(tái)，說明我國(guó)生產(chǎn)中、高檔重型和超重型龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床的廠家在產(chǎn)量和技術(shù)水平上有的已邁進(jìn)國(guó)際機(jī)床大廠的行列。

4、努力創(chuàng)新不斷提高

    在近幾屆國(guó)內(nèi)機(jī)床展覽會(huì)上，看到我國(guó)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床在結(jié)構(gòu)性能、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，都有很大提高。但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品相比，還有較大差距，首先是自主創(chuàng)新能力不夠，當(dāng)前多以仿制為主，或引進(jìn)技術(shù)合作生產(chǎn)，缺乏自主知識(shí)品牌的高檔產(chǎn)品，往往關(guān)鍵的核心技術(shù)，關(guān)鍵的功能部件，還是從國(guó)外購買。例如，在今年CCMT2006上海機(jī)床展會(huì)上，共展出了8臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心，采用的關(guān)鍵部件——雙擺角銑頭，除了濟(jì)南二機(jī)和桂林機(jī)床是自己開發(fā)的以外，其余6臺(tái)都是購買意大利意薩、菲迪亞等國(guó)外公司產(chǎn)品。其次是產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是整機(jī)可靠性，還有較大差距，這也是用戶最關(guān)注的問題之一。應(yīng)該看到，目前除少數(shù)企業(yè)外，龍門類產(chǎn)品技術(shù)含量普遍較低，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化程度不高。這些都是國(guó)內(nèi)主機(jī)廠需要下大力氣認(rèn)真改進(jìn)、努力提高的地方。

二、知名生產(chǎn)廠家和典型產(chǎn)品

1、北京第一機(jī)床廠

    從1960年北一試制X212龍門銑床以來，至今已有四十多年的歷史，尤其是1984年至今的22年間，北一在引進(jìn)世界上生產(chǎn)數(shù)控龍門鏜銑床著名廠家德國(guó)瓦德里�？票す�司的先進(jìn)技術(shù)及合作生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，通過消化吸收和科研攻關(guān)，不但成功地合作生產(chǎn)了8臺(tái)重型和超重型龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床，而且掌握了其中的關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步。到目前為止，北一制定了全系列龍門產(chǎn)品的發(fā)展規(guī)劃，并根據(jù)市場(chǎng)需求按產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)原則開發(fā)出動(dòng)梁、定梁、工作臺(tái)移動(dòng)式、龍門移動(dòng)式，規(guī)格范圍在工作臺(tái)寬度1000-5000mm，工作臺(tái)長(zhǎng)度2000-28000mm的輕型、中型、重型、超重型產(chǎn)品，已累計(jì)銷售達(dá)120臺(tái)，其中，重型和超重型產(chǎn)品50多臺(tái)。

    近二年，北一為兵器工業(yè)提供了一批重型加工設(shè)備，開發(fā)了XHA2140×120動(dòng)梁龍門加工中心和XKA2140×80數(shù)控龍門鏜銑床。其中XHA2140×120是目前國(guó)內(nèi)自行開發(fā)制造的規(guī)格最大的動(dòng)龍門加工中心。其主要技術(shù)指標(biāo)：工作臺(tái)尺寸4000×12000mm，主功率60/84KW，刀庫容量60把。這兩種產(chǎn)品不但采用了早已成熟的多項(xiàng)先進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)，例如，多功能寬調(diào)速大功率滑枕式鏜銑頭；靜壓蝸桿——涂層成型蝸母條傳動(dòng)技術(shù)；動(dòng)平衡檢測(cè)和補(bǔ)嘗技術(shù)；刀具傾角自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等十幾項(xiàng)，而且還攻克了動(dòng)梁升降同步驅(qū)動(dòng)檢測(cè)調(diào)整技術(shù)；機(jī)械手立、臥雙向換刀技術(shù)；多功能附件銑頭自動(dòng)裝卸等多項(xiàng)新技術(shù)，尤其是機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)采用高于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的德國(guó)科堡企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而使這兩種產(chǎn)品達(dá)到當(dāng)代國(guó)際先進(jìn)水平。

圖1 北京第一機(jī)床廠生產(chǎn)的XKA2150×170數(shù)控龍門鏜銑床

2、濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司

    從1992年開始，引進(jìn)著名機(jī)床制造商法國(guó)福斯特里納公司的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行長(zhǎng)期合作生產(chǎn)以來，開發(fā)了工作臺(tái)移動(dòng)式、龍門架移動(dòng)式、定梁、動(dòng)梁等多種形式的數(shù)控龍門鏜銑床和龍門加工中心。

    2002年在上海舉辦的第二屆中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)上，濟(jì)二首次推出XHV2720×60定梁龍門移動(dòng)式五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心，至今已能小批量生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。

    2005年生產(chǎn)的XHV2420五軸聯(lián)動(dòng)定梁龍門加工中心，采用銑頭油霧潤(rùn)滑冷卻、橫梁預(yù)應(yīng)力反變形控制等關(guān)鍵技術(shù)。并利用諧波減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，自行開發(fā)了B、C軸雙回轉(zhuǎn)擺角銑頭，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)功能。雙擺角頭主電機(jī)功率20KW，電主軸轉(zhuǎn)速12000r/min，B軸回轉(zhuǎn)角度±110°，C軸回轉(zhuǎn)角度±200°。為了確保機(jī)床的傳動(dòng)精度，X、Y、Z三軸采用精密光柵尺控制，B、C軸采用高精度角度編碼器控制，從而實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。目前，濟(jì)二生產(chǎn)的五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床，已經(jīng)被水泵業(yè)、軌道客車等用戶所認(rèn)可。

圖2 濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)的XHV2420五軸聯(lián)動(dòng)定梁龍門加工中心

3、沈陽機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司

    多年來，一直以生產(chǎn)鉆鏜床著稱的沈陽機(jī)床（集團(tuán)）公司旗下的中捷機(jī)床有限公司、中捷搖臂鉆床廠，近年來，通過引進(jìn)國(guó)外龍門五面加工制造技術(shù)，消化、吸收，大力開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的龍門五面數(shù)控加工機(jī)床，在CIMT2005和CCMT2006機(jī)床展覽會(huì)上，都推出多臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)和五面加工龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床。2005年沈陽機(jī)床（集團(tuán)）公司，一年就生產(chǎn)各種規(guī)格的龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床135臺(tái)，是歷史性的突破。為推動(dòng)我國(guó)龍門產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，做出了較大貢獻(xiàn)。

    在2006年中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)上，沈陽機(jī)床集團(tuán)的中捷機(jī)床有限公司，展出GMC2580u橋式龍門五軸鏜銑加工中心，配置意大利菲迪亞雙擺角銑頭，實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)功能。該機(jī)床工作臺(tái)尺寸2500×8000mm，主軸轉(zhuǎn)速240-24000r/min，主電機(jī)功率42/55KW，主軸頭B軸轉(zhuǎn)角+95°-110°，C軸轉(zhuǎn)角±200°。機(jī)床采用高架式橫梁移動(dòng)布局型式，主軸轉(zhuǎn)速高，功率大，是航空航天工業(yè)的鈦合金框架零件和大型壁板模具加工的理想設(shè)備。

圖3 沈陽機(jī)床集團(tuán)的GMC2580u型橋式龍門五軸鏜銑加工中心

    在同一展會(huì)上，沈陽機(jī)床集團(tuán)的沈陽第一機(jī)床廠和并購的德國(guó)希斯公司聯(lián)合生產(chǎn)制造的GTM320140龍門移動(dòng)式車銑加工中心，產(chǎn)品配置復(fù)合旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和水平移動(dòng)龍門，工作臺(tái)最大加工直徑3200mm，工作臺(tái)轉(zhuǎn)速車/銑0-180/0-4r/min，工作臺(tái)及X/Z軸均采用靜壓導(dǎo)軌，機(jī)床為內(nèi)鑲滑枕結(jié)構(gòu)，鏜銑滑枕截面280×240mm，并采用雙主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鏜銑主軸電機(jī)52KW，鏜銑主軸轉(zhuǎn)速（1檔/2檔）520/3150r/min。該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)車銑復(fù)合加工功能，也反映了國(guó)產(chǎn)龍門加工中心和數(shù)控龍門鏜銑床開始向復(fù)合化功能發(fā)展。

圖4 沈陽機(jī)床集團(tuán)的GTM320140龍門移動(dòng)式車銑加工中心

4、桂林機(jī)床股份有限公司

    多年來，通過與北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、清華大學(xué)等國(guó)內(nèi)名校進(jìn)行卓有成效的產(chǎn)學(xué)研合作和請(qǐng)國(guó)外專家講課等協(xié)作形式，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)萬能銑頭，并利用自動(dòng)萬能銑頭，成功開發(fā)了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門銑床。自2001年在第七屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，展出采用華中數(shù)控系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門銑床以來，已開發(fā)多臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)產(chǎn)品。

    在今年上海中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)上，又推出XK2320/4-5X五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門銑床一臺(tái)，該產(chǎn)品工作臺(tái)尺寸2000×4000mm，自動(dòng)萬能銑頭主電機(jī)功率28KW，主軸轉(zhuǎn)速10000r/min，B軸轉(zhuǎn)角±100°，C軸轉(zhuǎn)角±370°，機(jī)床橫向?qū)к壊捎毛@國(guó)家專利的雙錯(cuò)位滾動(dòng)與滑動(dòng)復(fù)合導(dǎo)軌。

圖5 桂林機(jī)床股份公司的五軸聯(lián)動(dòng)龍門銑床XK2320/4-5X

5、寧波海天精工機(jī)械有限公司

    隸屬于寧波海天集團(tuán)公司的寧波海天精工機(jī)械有限公司，是機(jī)床行業(yè)的新兵，但是起點(diǎn)較高，通過引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，目前主要生產(chǎn)龍門加工中心、臥式加工中心和數(shù)控車床三大系列產(chǎn)品。2005年僅生產(chǎn)工作臺(tái)寬度630-1500mm四種規(guī)格的龍門加工中心多達(dá)150臺(tái)，已形成產(chǎn)業(yè)化。

    2005年在第九屆中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，該公司第一次參展并推出HTM-850G龍門加工中心，該產(chǎn)品工作臺(tái)尺寸850×1500mm，主軸最高轉(zhuǎn)速6000r/min，主電機(jī)功率11/15KW，機(jī)床采用全防擭，布局結(jié)構(gòu)緊湊，外觀造型較合理，適于中小件和有色金屬件的模具加工。該類機(jī)床性價(jià)比較高，所以受到模具行業(yè)用戶的歡迎。



    圖6 寧波海天精工生產(chǎn)的HTM-850G龍門加工中心據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，不包括外企和臺(tái)企在大陸投資企業(yè)，僅國(guó)內(nèi)生產(chǎn)龍門類產(chǎn)品的廠商，已多達(dá)幾十家，形成生產(chǎn)批量的，也有十幾家。其他批量生產(chǎn)龍門鏜銑產(chǎn)品的知名企業(yè)，亦包括武漢武重機(jī)床有限責(zé)任公司、江蘇多棱數(shù)控機(jī)床股份有限公司和威海華東數(shù)控股份有限公司等企業(yè)。