国产机床一定比德日意美差?揭秘国产五轴龙门加工中心的真实水平
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国产机床⼀定⽐德⽇意美差?揭秘国产五轴龙门加⼯中⼼的真实⽔平推荐⼤家点此观看视频版:点此观看视频版
⼤家都知道,我们的航空航天、军⼯等领域,对五轴数控机床存在较⼤的刚性需求,⽽西⽅把
它作为战略物资,对我们实施禁运,鉴于五轴机床对我们的重要性,所以我打算做2期国产五轴
机床的视频,来和⼤家聊⼀下我们的五轴机床⽔平,现在发展的到底怎么样了。
国产机床⼀定
⽐进⼝机床差吗?今天第⼀期先说⼀下国产五轴龙门加⼯中⼼。
之前有些同⾏⽼问我,⾃⼰做加⼯应该选哪个牌⼦,今天正好,⼤家都把⾃⼰当成是来买机床
的⽼板。
我挑了8家做五轴龙门的企业,⼤陆地区我挑了5家:国盛智科的GMB6027 、海天精⼯
的BF3060 、纽威数控的PMB3060 、⽇发精机的RFMP2060、科德数控的KGHM2560U。
台湾
地区我挑了⼀家技术⽔平⽐较⾼的公司:⾼峰,国外挑了意⼤利的浦珞玛喀和美国的哈挺。
浦珞玛喀的客户,基本都是⾼档汽车模具制造领域的,⽐如说全球最贵的跑车之⼀帕加尼,加
⼯汽车模具、模型和碳纤维车体,都是由浦珞玛喀机床加⼯完成。
哈挺就更不⽤说了,超精密
加⼯的代名词,美国国防⼯业的根基。
⼤家看清楚了,这8家机型的XYZ⾏程,基本都在
6000/3000/1000左右。
看⼀台五轴龙门性能怎么样,咱们主要就是看这⼏个指标,主轴转速、主轴最⼤扭矩、XYZ轴
的定位精度、XYZ轴的重复定位精度、A/C轴的转位⾓度、进给速度、还有A/C轴的定位精度。
多说⼀句,有些朋友问我是念进给ji量,还是进给gei量,这么说吧,字典⾥确实是念进给ji量,
但是⼲这⾏的,⽆论是调机还是编程,都是念进给gei量,你上班和他们说进给ji量,他们可能听
不懂你说的是啥。
但是我发视频还是尽量念正确读⾳“进给量”吧。
好了⾔归正传,先看⼀下主轴转速,机床转速越⾼,切削⼑具加⼯的效率越⾼,相⽐普通机
床,龙门的主轴转速与⾛⼑量范围要⼤得多,⼤家看⼀下表格,国产龙门的转速在18000-
24000之间,哈挺18000,浦珞玛喀24000,⼤家都处于同⼀⽔平线。
接着看主轴最⼤扭矩,这个指标对加⼯⼤件的龙门来说⾮常重要,我之前视频就说过,扭矩的
重要性远⼤于转速,扭矩⼤⾸先适合粗加⼯,只要你⼑具材质能承受得住,吃⼑量越⼤越好,
⼀般⽼板都喜欢扭矩⼤的主轴,加⼯效率⾼,如果扭矩⼩的话,对有些材质较硬的⼯件是没法
加⼯的,这种情况就适合精加⼯,转速⾼,但吃⼑量⼀定不能⼤,这时候⼤的吃⼑量容易憋停
主轴,刚上⼿调机的朋友⼀定要注意了。
像那些很便宜的主轴扭矩都很⼩。
国产⾥⾯国盛智科
的扭矩最⼤,达到了90⽜⽶,⽇发精机最差,才60⽜⽶,意⼤利是87⽜⽶,科德84还好,⼤扭
矩对机床的精度保持和寿命⾮常⾮常重要。
再看看XYZ轴的定位精度,所谓定位精度,就是说你机床保持停⽌状态的时候,轴实际到达的
位置,和你要求到达位置的误差。
⽐如说你要求X轴⾛2000mm,结果实际上它⾛了
2000.03mm,那这多出来的0.03mm,就是它的定位精度。
国产科德数控是8个µ的定位精度,
美国哈挺6个µ,⽐国产⾼2个µ的精度,但是我们的科德,远超过了意⼤利和⾼峰机床,这俩家
的定位精度在0.02mm。
再看⼀下重复定位精度,所谓重复定位精度,就是说轴在同⼀个位置,多次定位过去产⽣的误
差。
⽐如说你让机床Y轴⾛1000mm,第⼀次它⾛了1000.02mm,接着重复第⼀次的动作,⼜⾛
了999.98mm,所以这个重复定位精度就是1000.02-999.98的结果,等于0.04mm。
科德数控6个
µ,美国哈挺是3个µ。
再看⼀下A/C两个旋转轴的转位⾓度,A轴是绕着X轴旋转,C轴是绕着Z轴旋转,也就是主轴定
位。
A/C轴转位⾓度的范围越⼤,加⼯产品时机床的摆头也就更加灵活。
国产A轴的转位⾓度在
±105°,C轴的转位⾓度在±360°,意⼤利A轴的转位⾓度在±105°,C轴的转位⾓度在±240°,很
明显国产的⾓度范围要⽐意⼤利的更⼤。
再看看A/C旋转轴的定位精度,这个和刚才XYZ轴的定位精度是⼀个道理,国产A/C轴的定位精
度基本保持在了5秒,和美国哈挺保持在了同⼀⽔平线,仅落后于意⼤利的3秒。
再看看进给速度,把它理解为⾛⼑速度就⾏了,龙门必须要有较⾼的进给速度稳定性,否则不是
打坏齿轮,铣⼑,就是将⼯件报废。
国产牌⼦⾥国盛智科的最慢,每分钟⾛15⽶,⽇发精机的速度
最快,每分钟⾛30⽶,意⼤利的机床每分钟⾛50⽶,这个指标差距还是有点⼤。
意⼤利这个速
度就属于⾼速龙门加⼯中⼼了,超过36⽶就是⾼速了。
不过速度⾛得越快,对丝杠、轴承的使
⽤寿命就会越低,就会影响到机床的精度。
建议刚上⼿调机的朋友,在加⼯零件时,除了做铝
件进给速度可以快⼀点之外,其余的材质,尤其是⽐较硬⽐较密的零件,建议进给速度放在24
⽶,这样有利于保持机床的精度,还可以延长机床寿命。
综合来看的话,国产五轴龙门,在⼤部分关键指标上,和意⼤利、美国,基本保持在了同⼀⽔平线,这⾥⾯国产表现最好的,我认为是科德数控,各项参数指标表现的都⾮常均衡,科德也是国产化率最⾼的国产机床企业,满分100分的话,我给科德打85分。
抛开这些数据,我对国产五轴龙门最⼤的感触就是,在加⼯复杂型⾯和难切削材料⽅⾯,加⼯效率没有进⼝机床⾼。
但是⼤家别忘了,我们⼿⾥还握着⼀张王牌,北⼀机床收购的⽡德⾥西科堡,全球最⼤的⾼精度重型机床制造商。
⾄于其他功能部件等产业链⽅⾯的问题,我会单独做视频细说。
对了,还有许多外⾏朋友对机床轴数的认知误区,⼀看到什么⼗⼆轴机床就⾼呼,哇塞,世界最强机床,看看⼈家外国都⼗⼆轴了,你中国还在⽤落后的五轴,我经常看到有⼈给我发这种评论,搞得我尴尬症都犯了,所以为了消除彼此间聊天的尴尬,我有必要再解释⼀遍。
⼀般来说五轴五联动加⼯中⼼,就能实现⼯件各个⾯的全⽅位加⼯,但是⼯件装夹在⼯作台⾯上的那个⾯没办法加⼯,有些特殊⼯件却⼜需要加⼯这个⾯,这时怎么办?那就需要将⼯件从装夹位置上卸下来,翻⾯重新装夹。
为了保证重复装夹的精度,那么就需要多加⼀套机械装置来保证这个“重复装夹的定位误差”。
多了⼀套机械装置肯定就会多⼏个运动轴啦。
⼀般这多出的⼏个轴都是辅助轴,是不会参加切削运动的,所以这类五轴以上机床的叫法叫做“6、7、8、9轴五联动机床”(⼤于5),例如,7轴5联动机床、9轴5联动机床...实际关键的是联动轴的数量,⼀般同时联动轴的数量超过5个,就没有实际意义了。
意思也就是说,不管机床的运动轴有多少,但是能联动的只有5个。
其实,机床可以实现六轴联动,但⽬前⾏业⾥⼤家能看到的也就五轴联动,为什么呢?因为联动轴数越少,机床结构越简单、越紧凑,⽽且越容易保证机床的动刚度和静刚度,动、静刚度对于精度要求很⾼的数控机床⽽⾔是⾮常重要的。
所以⼤家看到联动轴多的机床,是以牺牲动、静刚度为代价的,鱼和熊掌是不可能兼得的。
总之⼤家⼀定要明⽩⼀点:5轴5联动是实现⼯件⾼精度、全⽅位、⽆死⾓加⼯的基本要求,也就是说不管你多复杂的⼯件,只要是5轴5联动的机床,就⼀定可以加⼯出来。
多于5轴的其他轴都是辅助轴,主要⽬的还是为了提⾼加⼯效率和保证⼯件精度的,能不能联动也⽆关紧要。
所以你现在就能明⽩,为什么美国海军现在加⼯潜艇螺旋桨,⽤的是德国杜普莱恩的六轴五联动龙门了,⽽不是什么九轴五联动龙门。
像这种辅助轴任何国家都可以加,只有你想不想,加⼯的产品有没有这个需求和必要⽽已。
下期接着分析国产⽴式五轴加⼯中⼼,我们下期不见不散。