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【编者按】CIMT2025(第十九届中国国际机床展览会)于4月21-26日在北京隆重举办。展会之后,主办方中国机床工具工业协会收到来自协会分会的展品评述文章,现部分编发供业界参考。文章观点仅代表作者本人。
CIMT2025展会充分彰显了其国际影响力,展品全面覆盖金属切削机床、特种加工机床、成形机床、核心功能部件、数控系统、工具量仪及智能制造解决方案等全产业链各个环节,不仅展示了中国机床产业在高端化、智能化领域的显著进步,更通过人工智能与精密制造的深度融合,为全球制造业向新型工业化转型提供了重要参照。
一、拉床展品概况
拉床作为金属切削机床的关键细分领域,主要用于拉削各类几何形状的通孔、成形外表面以及齿轮的齿形,由于其可实现复杂型面的高精密拉削加工,对航空航天、汽车、能源等多个行业核心零部件的高效、精密、智能化加工具有重要支撑作用。
本届展会共有5家参展商展示了拉床产品,其中国内企业4家,分别为浙江畅尔智能装备股份有限公司、湖南南方机床有限公司(作为宇环数控机床股份有限公司的子公司在宇环数控展位)、长沙思胜智能设备有限公司、上越(江苏)工业技术有限公司,另有国内代理商同时展出了两家德国拉床企业Karl Klink GmbH及Hoffmann Rumtechnik GmbH的产品。
参展拉床产品整体呈现出向高精密、数字化、智能化、复合化、柔性化、绿色化方向加速发展的趋势,在航空航天、汽车(新能源)、家电、工程机械等领域的应用日益广泛和深入,契合新质生产力发展要求。
1. 航空发动机、燃气轮机等榫槽加工数控高速拉床
多家企业展示了应用于航空发动机、燃气轮机等核心动力部件“涡轮盘”榫槽的精密拉削加工技术。
德国Hoffmann是该领域的领先企业,展出了其卧式及立式系列高端数控拉床,专用于涡轮发动机零件的拉削。其重点展品RAWMX系列卧式拉床,行程长度达7500mm,配备五轴摇篮结构,可自动调整不同锥角进行加工。机床采用柔性化设计,集成模块化刀盒系统,支持多品种工件快速切换。
近年来,中国拉床企业在该领域的研发取得显著进展。畅尔装备开发的LG3125ZX、LG3132ZX系列卧式拉床,LG7525ZX、LG7532ZX数控立式外拉床,已经在国内外用户中应用。其中,以五轴数控卧式拉床为代表,集成了榫槽高效精密拉削加工的多刀具、多参数一体化加工工艺,4轴集成C型摇篮机构,基于工业物联网+人工智能的拉削自适应控制系统等。该机床主要技术指标达到国际同类产品先进水平,有效解决了中国航发领域榫槽加工的“卡脖子”问题,实现进口替代,并荣获中国机床工具工业协会2024年度自主创新十佳产品称号。
长沙思胜展示了LKG6040数控高精度内榫槽拉床和LKG2132-4500L数控外榫槽卧式侧拉床。以航空发动机/燃气轮机的静叶外环的内榫槽拉削为例,其卧式结构机床采用工件固定、刀具水平运动方式,搭载西门子数控系统,具备自动报警及故障定位功能。在公称拉力与滑板行程范围内,通过更换工装及刀具,可适应不同尺寸与槽型轮盘内榫槽的拉削加工。
此外,湖南南方以展板形式介绍了其LK71、LK22系列数控榫槽外拉床在轮盘槽形拉削方面的最新研发进展。
2.硬齿加工数控高速拉床
高硬度材料拉削技术主要应用于汽车行业对高硬度内花键的高速、高精度、绿色化加工,5家拉床企业均展示了相关案例。其中,上越(江苏)公司展示了日本SANYO制造的7.5T1000ST-HBR型数控软硬拉床。该设备拉削力75kN,行程1000mm,配置整体硬质合金拉刀,融合软、硬拉削工艺,既可加工常规硬度工件内孔,亦可对热处理后工件内花键进行修整拉削。硬拉削速度达60m/min,软拉削速度为8m/min。整机结构紧凑,集成度高。
3.螺旋加工数控拉床
螺旋拉削作为一种高效新兴加工方法,具有尺寸稳定、齿形精度高、加工效率高等显著优势,广泛应用于新能源、航天、人形机器人、行星减速器、工程机械等领域。展会上,湖南南方、畅尔装备及德国Klink均展示了相关应用案例。
湖南南方展出一台YH-LK8940数控螺旋立式内拉床。机床额定拉力400kN,额定行程2200/2800mm,拉削速度(伺服调速)1-6m/min,最大拉刀长度2400/3000mm。创新采用“五心共面”专利结构,通过独特的双圆柱导轨副和双驱动设计,实现高度受力对称性,有效消除“拉削颠覆力矩”,保障加工稳定性。同时,依托伺服驱动、龙门丝杠结构及双光栅尺实时反馈与误差校正系统,确保高精度拉削。
4.
伴随航空航天、汽车、风电、能源、减速机等行业的发展,其加工零件呈现大型化、高硬度、槽面异型复杂等特点,对多品种、小批量生产的工艺技术要求日益提升。针对此需求,畅尔装备推出LG85TK键槽数控立式拉床。该机工作台平面度0.03/1000mm,工作台中央定位键槽与刀杆支撑面平行度0.025/65mm,导向套法兰座安装台阶面与工作台面平行度0.01mm,主滑板移动对工作台面垂直度0.06/500mm。该产品采用刀具与夹具一体化设计,刀片与刀架模块化配置,支持超大外径、超高硬度及异型工件内孔槽的高刚性、高精度、高效率加工。
5. 数控高精度双伺服内拉床
长沙思胜展出了LSG5720数控高精度双伺服内拉床,适用于各类零件内孔、内花键及单键加工,单循环可完成1-3个零件拉削。该机额定拉力200kN,额定行程1600mm,最大拉刀长度1800mm,工作速度1-10m/min,返回速度1-15m/min,送刀速度1-5m/min,提刀速度1-10m/min。通过更换主辅刀夹头、工装及拉刀,可适应不同形状尺寸工件。设计采用双伺服电机驱动双丝杠工作台,可加工拉力至600kN的零件,具备整机集成化、高精度、数字化特点。
6. 机器人与智能化成套装备整体解决方案
数字化、智能化是拉床行业发展的必然趋势。为满足用户建设数字车间、智能工厂、柔性产线的需求,顺应数字化制造与绿色节能制造潮流,畅尔装备为航空航天、汽车等领域用户提供全方位一站式解决方案,成效显著。该方案融合远程在线实时监测、3D视觉技术、机器人集成、在线识别与检测、加工过程自适应控制等先进技术,并通过面向制造全过程的MES管理系统,实现加工过程可视化与数字化管理,满足高效、智能、绿色的柔性加工与管理要求。
二、拉床行业发展趋势
1. 高端智能化趋势显著,国产化进程加速
在智能制造浪潮及航空航天、国防、新能源汽车等行业需求升级驱动下,拉床向高端智能化发展已成定局。本届展会显示,智能化、数字化生产车间成为市场发展方向,智能监测与自适应控制、防碰撞、诊断预警、远程运维等技术广泛应用,拉床与机器人协同融入自动化生产线已成为汽车、家电等行业的标准化配置。近年来,我国拉床行业自主开发能力与产业技术水平持续提升,国产设备在加工精度、拉削速度、精度保持性、可靠性及智能化等方面进步显著,加速向中高端市场迈进。
2. 复合化、多轴化、极端化特征凸显
作为工业母机的重要分支,拉床为航空航天、汽车、国防等行业复杂型面的精密高效加工提供了关键支撑。科技进步催生了对超大型、超重型、结构复杂零件日益增长的需求,用户对“更高效率、更复杂结构、更严苛工况”加工技术的追求,推动拉床(尤其是高端机型)向多轴化和功能复合化方向发展。未来竞争焦点将集中于:材料-刀具-参数匹配模型优化(如AI驱动的切削参数自学习)、开放生态构建(如兼容NC-Link/umati协议实现互联互通)、极端制造能力突破(如超长行程(>7m)、超硬材料(HRC 70+)加工极限的攻克,等等。
3. 个性化与定制化需求日益增长
作为金属加工关键设备,拉床市场需求正从标准化向个性化、定制化快速演进。一方面,航空航天、汽车、能源、国防等下游产业对复杂零部件精度、效率及特殊性能要求的提升,驱动定制化需求增长;另一方面,用户对复合加工、智能化等技术迭代的需求,促使企业从单一拉削向“拉削+磨削/铣削”一体化解决方案转型。同时,小批量、多品种生产模式的普及,对柔性化生产线需求增加,要求拉床具备快速换模、模块化设计等能力。
4. 绿色化与低碳环保转型深化
在“双碳”目标及全球绿色制造趋势推动下,拉床产品正向绿色化、低碳环保方向转型。下游行业(如汽车、航空航天)对低碳供应链要求的提高,使绿色环保成为设备采购的重要考量因素,绿色制造技术备受机床制造商重视。具体体现在:高效电机、变频技术、轻量化材料的应用;干式切削、微量润滑(MQL)技术逐步替代传统切削液,显著降低污染物排放及废液处理成本;依托数字化技术实现能耗监控与优化,有效降低设备全生命周期碳足迹。这些工艺与技术创新为拉床节能降耗提供了坚实技术基础,契合国家“双碳”战略需求。
5. 产业链协同创新深化,国产替代提速
在国家持续推进产业链供应链自主可控的背景下,作为数控机床产业的高附加值高端装备,拉床制造企业愈发注重与上下游的战略合作与协同创新。通过与数控系统、拉刀、工夹具等核心部件供应商的紧密协作,大幅推动了关键部件的国产化进程,如国产高负载转台、数控系统在畅尔、思胜等企业产品中的应用。部分企业更实现了核心功能部件的自主研发与整机集成,体现了产业链供应链的自主可控能力。国产拉床在技术与品质上的持续突破,正逐步扩大其市场份额。例如,畅尔装备开发的LG3132ZX五轴数控卧式拉床达到国际先进水平,解决了涡轮盘等难加工材料复杂型面拉削的关键技术瓶颈,成功实现进口替代。
三、插床展品概况及趋势分析
1. 展品概况
插床是利用插刀的竖直往复运动对键槽和型孔进行插削的直线运动机床,属于金属切削机床的重要分支,主要用于加工工件的内部表面,如方孔、键槽、花键、内齿及各种多边形孔等,广泛用于机械、汽车、航空等制造业,可满足用户批量化生产需求。本次展会展示的插床产品以数控插床为主,典型展商代表有山东大川重工机床股份有限公司,展示了BK5035、BK5030数控插床和Y5132ACNC数控插齿机3款产品。
其中,BK5035数控插床滑枕最大插削长度350mm,滑枕调节行程200mm,滑枕运动次数0~70n/min,工作台尺寸(宽×长)510mm×750mm,工作台行程(X/Y)350mm/350mm,刀头支承孔轴线至立柱前臂的距离625mm,刀头支撑孔端面至工作台的距离680mm,进给电机扭矩(X/Y)10/15Nm,主电机功率(伺服)5.5kW,X、Y快速移动速度5000mm/min。可加工键槽、花键、齿及插削平面和成形面等,具有功率大、切削力强、刚性好、性价比高、使用寿命长的特点。
Y5132ACNC数控插齿机最大工件直径外齿/内齿320/220+D刀mm,最大模数6mm,最大齿宽80mm,插齿刀最大行程长度100mm,插齿刀主轴最大冲程数500(无级)str/min,主轴直径80mm,插齿刀最大让刀量0.38mm,工作台直径320mm,工作台孔径90mm,插齿刀轴心线至工作台轴心线距离-115~270mm,刀具安装端面至工作台面距离100~215mm。产品可用于加工内外啮合直齿圆柱齿轮,特别适合于机械、汽车及航空等领域大批量制造。
2. 插床行业趋势分析
数控化与智能化集成成为主流:数控技术与自动化控制技术的进步持续提升插床功能与技术水平,传统机械插床正加速被数控插床替代。先进伺服驱动系统、多轴联动及自动换刀系统的应用,实现了复杂内键槽、异形槽的编程化加工。同时,为适应多元化应用场景,插床企业通过智能化集成技术赋予设备更多特性,如内置实时数据分析、参数自动调整等功能,融入自适应控制、刀具磨损监测及远程诊断技术,显著拓宽了应用范围并提升了用户体验。
高精度与复合化加工特征突出:高端制造业(如航空航天、汽车零部件、精密模具等)对加工精度的严苛要求,推动国产插床向高精度、复合化方向演进。通过采用精密运动控制系统、高效切削刀具及优化加工路径规划,不断提升数控插床的加工精度与表面质量。企业积极探索高效冷却润滑与振动抑制技术,以改善长期加工稳定性。为满足复杂键槽及多边形孔零件的加工需求,复合化加工成为重要发展方向,将多种工艺集成于单台设备,实现工件一次装夹完成多工序加工。
绿色制造与节能环保理念深化:随着全球绿色环保意识增强,“绿色制造”已成为制造业转型升级的核心方向。插床企业在保障加工精度的同时,高度重视资源节约与环境保护,践行绿色制造理念。具体措施包括:优化加工参数、改进工艺流程、引入智能控制系统实现能耗与排放的实时监测与精准控制,最大限度降低环境影响。
来源:协会插拉刨床分会
责编:张芳丽
设计推送:叶涵
总审:王旭
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