可換A軸頭式雙擺角銑頭市場發展前景

蔡春剛 任志輝 賀行健 馮金龍 楊松山

(大連光洋科技工程有限公司，遼寧大連 116600)

當今我國的龍門加工中心，歸納起來無非兩大特點，一是規格大，縱向行程大于8～10 mm的制造已不成問題，如北一、江蘇新瑞、沈陽機床等，機型的行程均很大;二是五軸聯動機床增多，銑頭兩聯動的五面體加工中心已不再是稀罕之物了。

五軸聯動機床(見圖1)是一種科技含量高、精密度高，專門用于加工復雜曲面的機床。這種機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等行業有著舉足輕重的影響力。

而五軸機床的關鍵點之一就是功能部件，依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭，能自行環繞Z軸360°回轉控制，成為C軸，回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90°以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活。目前市場上五軸機床的功能部件部分一般都是固定不可更換的，如果可以在保持C軸不變的前提下使A軸做到可更換性，這種應用技術對機床自身就是一個突破。而且這種技術已經在國外的多家機床廠得到了應用，如德國的CyTec公司已經研制出了可換A軸的雙擺銑頭，但這項技術在國內仍處于落后階段，如果想要不被國外的機床行業牽著鼻子走，我們就必須自主創新，與國外達到同等水平。

目前國內機床廠自主研制的可更換A軸式雙擺銑頭有如下幾種形式:

(1)緊湊型銑頭系列:小扭矩輕型雙擺銑頭(C軸豎直，帶有單電動機A軸;C軸豎直，帶有雙電動機A軸)。主要應用于小切深量的模具類加工及其他工件的精加工。

(2)中型銑頭系列:大扭矩重型雙擺銑頭(C軸豎直，帶有A軸)、45°萬能頭(C軸豎直，帶有A軸)。

(3)重型銑頭系列:重切削角度頭(C軸豎直，帶有A軸)。

從近幾年的國際機床展上我們可以看到，展出的機床產品有主要針對汽車零組件加工用戶研發的，另有鎖定航天產業客戶開發。從國際機床市場方向加速往汽車與航天產業靠攏來看，其對應的需求是工件的加工形狀趨于大型化、復雜化、薄形化以及要求多道工序一次完成。只有通過提升加工精度，才能制造出符合組裝汽車與航天產業所需的零組件，因而對一機即能執行車、銑、鉆、攻牙和鏜孔等多種功能的復合化車床以及擁有加工復雜外形、曲面與薄長形等能力的五軸綜合加工機和臥式車床，其在歐洲機床市場的份量日益加重自不必說。

面對國際機床市場的新形勢，過去較少研發五軸加工機型的日本MAZAK、牧野銑床制作所和MORI等機床大廠，在近年的國際機床展中也開始展示具備多軸頭加工能力及切削薄形零組件的綜合加工機，以及擁有復雜功能的車銑復合機。更值得一提的是以德國CyTec為代表的國外眾多機床制造廠，推出了一種可更換A軸頭的五軸機床，這種機床在眾多單一的五軸加工機床中顯的格外耀眼。

國外的五軸機床在價格上相對較高，如果在加工過程中需要兩種或兩種以上五軸機床的時候，我們目前只能從機床數量上加以平衡或者高價購買國外可更換A軸的高檔五軸機床，這無疑就會使加工成本增加從而制約我國的工業發展。面對這種形勢，我國的多家機床企業迎難而上。通過不懈的努力研制出了可更換A軸的雙擺銑頭，這種技術的應用無疑填補了我國A軸可換式雙擺銑頭技術的空白。

這種技術的應用使我們在加工不同工件的時候可以根據工件要求，自行更換A軸，這樣既降低了成本，又使工件精度得到保障。所以這種可更換A軸式雙擺銑頭的應用將會成為未來機床市場上的中流砥柱。

［1］張伯霖，張志潤，肖曙紅.超高速傳動與機床的零傳動［J］.中國機械工程，1996，7(5):37 －41.

［2］李明.雙擺銑頭的精度保持性分析與結構改進設計［D］.北京:北京信息科技大學，2007.

［3］劉芳.高速五軸聯動銑頭式機床結構設計與動態性能分析［D］.北京:北京機械工業學院，2005.

［4］蔡厚道，吳日韋.數控機床構造［M］.2版.北京:北京理工大學出版社，2010.