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  • 觀點 | 昂貴的五軸,在國內的現狀和普及之路

    近年來五軸聯動數控加工中心在各領域得到了越來越廣泛的應用。在實際應用中,當遇到異形復雜零件高效、高質量加工難題時,五軸聯動技術無疑是最有效的解決手段。但五軸的高價格還是讓它的普及之路變得遲緩,高效率、高質量的加工對應的是高投入。

    Q1 五軸設備的價格為什么高?

    一、機械部件價格高

    1.在國內很難買到100萬以下的雙擺銑頭,常用的300萬到400萬。以雙擺銑頭這個核心部件為例,因為其加工難度大,要求精度高,更因為體積小其內部機械組件相對細小,要保證像三軸機主軸箱那樣的高剛性很難。所以雙擺銑頭做得很大、很重,一般只在大型龍門結構的五軸機才用這種五軸核心部件,比如各下面的大銑頭就重達幾噸。

    2.在國內很難買到10萬以下的雙轉臺,常用的在15萬到50萬甚至更高。雙轉臺(搖籃、懸臂):最難的是A擺(或者B擺),因為整個C軸轉臺固定在A(或B)軸上,A(B)擺電機在擺角時、即使是空載(不裝夾工件),要克服整個C軸組件的重量,其負載都很大,如果再加上夾具及工件,負載成倍增加,所以雙轉臺的精度和壽命出問題的一般都在A(B)擺,C擺相對少得多。這也是雙轉臺五軸機很少加工鋼件的本質原因【DMG直徑800的轉臺,A擺扭矩高達5000NM,也只能加工一噸左右的工件(含夾具)】,而這種大力矩電機的價格不是一般人承受的。但即便如此,五軸機中雙轉臺形式仍是最多的,因為這類五軸機相對制造難度較低(跟有擺角銑頭的機型比)。

    3.一擺一轉:單擺銑頭30萬-60萬甚至更高。這個機型的價格高,原因也是它也有擺角銑頭,雖然只有一個旋轉軸,造價還是很高,而且外國人不喜歡用單純的單擺銑頭,一般做成45度B擺,編程難度更高。

    4、除了核心部件,相對于三軸機,五軸機的床身鑄件要加工的地方多,難度也大,水電油氣等附件多,成本也高。

    二、數控系統價格高

    日本三菱、法那科基本不賣五軸系統給國內,如果需要得經過很煩瑣的審批,并限制用途。德國的海德漢,西門子、力仕樂、PA等相對寬容價格在20萬以上。國產的帶RTCP真五軸一套下來也要10萬左右,穩定性還有待考驗,而且國產五軸CNC系統廠家只有十來家。(這里參考價格以850三軸機類似大小的五軸,含系統及驅動和電機。)

    三、使用調試成本高

    ABC三種圓周運動的精度檢測設備價格很高,三軸的激光干涉儀才10-20萬,而五軸的檢測目前只有英國雷尼紹能提供,一套需要60萬-80萬(含球桿儀)。


    三、五軸機的應用面現階段太窄現在的五軸機,除了國企、軍工用做一些普通人無法接觸的東西之外,民企中的五軸機都在做一些外企業訂單(高檔消費電子,高檔生活器具,高端模具),而且加工對象材料主要以鋁合金為主,鋼件為輔。


    Q2 五軸設備的國內現狀怎樣?

    一、五軸機及其核心部件的生產廠家很少跟傳統的三軸機床比,五軸機的制造廠少的可憐。從上海北京之類的大型機械展就可以看出這一點。從目前筆者手中一份不是很齊全的廠商名錄看,全國數量不到三位數。而僅僅在松崗長安兩個鎮,做三軸機的廠家數量不止這個數(100家以上)。能提供五軸機的三大核心部件(5軸CNC控制系統,旋轉工作臺,擺角銑頭)的廠家,更是鳳毛麟角,主要以臺灣、日本、歐美企業居多。

    二、五軸機編程、操機等相關從業人員少上網搜一下五軸編程培訓,相關機構不超過20家。(當然實際數量肯定不止)。發一份招工信息,要會五軸編程(UG或POWERMILL之類)且能獨立做事的,應聘者極少,如果再加一點條件,比如:能根據不同的機型定制后處理,會車銑復合(或銑車復合),再懂一點PLC之類的就幾乎沒有了。


    Q3 五軸設備應該怎樣普及?

    目前五軸設備的現狀形成了一個閉環:制造難度大——>五軸機制造商少——>售價高——>應用面窄——>從業者少,特別是研發人員少——>生產難題無法解決——>制造難度大。這種情況應該如何破局?對比三軸機的普及過程,五軸機的普及也要以應用范圍的拓展來做突破口。從長遠來說,五軸機的應用范圍要拓展到傳統的模具行業,要拓展到生活用品領域,也要拓展到工業產品、工具類的領域,這樣才能形成長期需求。

    一、模具行業大部分的模具三軸機都能做,但造型復雜的、曲面有倒扣的模具就無法用三軸機器。還有就是高檔產品設計時對曲線要求高、一定要一刀過的模具,三軸機也得讓位于四軸五軸。拓展到模具行業時,要想工件的運動像三軸機一樣,只在水平面上動,不受重力影響,那么五軸機的機型只有兩個選擇:雙擺銑頭型及一擺一轉型。

    這種機型的轉臺可以做的很大,承載大重量的模具,因為工件只在XY平面做直線運動和轉動,重力對其沒有影響。但轉臺C和B擺銑頭的聯動,加上XYZ,它又是一個真五軸機,什么復雜曲面都能加工。另外旋轉工作臺只有一個C軸,制造成本跟搖籃比大幅度降低,無論是從功能,還是從力學結構、還是從精度,從制造難度上來考量,這種五軸機都應該是加工模具的完美機型。

    二、生活用品領域、工業工具領域的五軸機應用生活水平是隨著生產工藝的提高而提高的。社會上越來越多的人愿意為高品質買單。而且現在還有一個趨勢,為了提高技術門檻防止仿冒,越來越多的廚房用品、高檔衛浴、玩具、裝飾品都采用了復雜表面設計,這些四軸都無法加工,只能使用五軸設備。一個精美的蜘蛛因此,五軸設備的普及之路總結為:從傳統鉆攻機加裝小搖籃變五軸——>大力進入手機金屬外殼制造業——>四軸五軸及假五軸(3+2)的針對性推廣——>人員培訓機構大面積建立——>進軍模具行業(五軸機型多樣化)——>進軍消費品行業(五軸機型進一步多樣化)——>增強汽車行業(發動機變速箱)——>四軸、假五軸(3+2)、真五軸遍地開花。

    (以上為正文,本文觀點源自:奧思克多軸數控 http://www.cmiw.cn/thread-797941-1-2.html


    沃迪士在五軸高精度、高剛性雙轉臺已經B軸主軸擺頭領域已經攻克技術難關,目前正與有心開發優質五軸機床的廠家進行配套合作。我們希望沃迪士在五軸普及之路盡綿薄之力。


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