国产龙门加工中心和数控龙门镗铣床的现状及发展

一、目前国内生产现状及水平

1、基本生产概况

    “十五”以来，尤其是最近二、三年，随着国民经济的持续发展和国家对国产数控机床的大力支持，我国许多重要行业对龙门加工中心和数控龙门镗铣床的需求愈来愈大。有需求有市场，就有生产，这是市场经济规律。所以国内不少从未涉及制造龙门镗铣床的厂家，都纷纷上阵，通过引进技术、合作生产等形式，开发研制各种龙门加工中心和数控龙门镗铣床，满足广大用户的需求。根据中国机床工具工业协会对重点骨干企业的统计资料和其他有关资料表明，2005年我国已有11个企业批量生产各种龙门加工中心422台，生产特种数控龙门镗铣床75台。其中年产超过80台的企业有3家：沈阳机床（集团）有限责任公司、宁波海天精工机械有限公司、威海华东数控股份有限公司。而沈阳机床集团在2005年生产包括五轴联动龙门加工中心等各种产品135台，占龙门加工中心总产量的32%。

2、产品结构形式

    配置自动换刀结构的数控龙门镗铣床即为龙门加工中心。目前，我国生产的龙门加工中心和数控龙门镗铣床产品的主要品种，根据机床结构布局形式划分为：按龙门架是否移动，分为龙门固定工作台移动式和龙门移动式；按横梁是否在立柱上运动，分为动梁式和定梁式两种；横梁在高架床身上移动称为高架式；按机床净重和工作台承载能力，分为轻型、中型和重型（超重型）等。目前生产的主要规格范围是工作台宽度为800-5000毫米，长度为2000-28000毫米等各种规格尺寸段。应该指出，在2005年国内生产的龙门加工中心和数控龙门镗铣床中，90%左右的规格都集中在1000-2000毫米尺寸段，而95%的品种几乎都是横梁固定工作台移动式。相比之下，工作台宽度在3米以上，尤其是宽度为4000-5000毫米的动梁式超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床，技术难度较大，技术含量较高，目前国内只有一两家能生产。

3、产品技术水平

    “十五”期间，是我国机床工具行业发展最快的五年，通过引进技术合作生产等形式，在新产品研发方面取得较大进展。在高速、高精、多轴、复合等方面都有较大突破，尤其是龙门加工中心和数控龙门镗铣床更为突出。从1999年江苏多棱（原常州机床总厂）带头打破西方封锁，试制成功具有自主知识产权的我国第一台五轴联动数控龙门镗铣床以来，已有济南二机、桂林机床、北京一机等多家公司推出五轴联动龙门加工中心和数控龙门镗铣床。尤其是今年2月份在上海举办的中国数控机床展览会（CCMT2006）上，实力雄厚的沈阳机床集团，一次推出6台大型龙门加工中心，其中3台具有五轴联动功能，1台具有五面加工功能，1台为车铣加工中心，这也突出体现了我国龙门加工中心和数控龙门镗铣床在五轴联动功能上，开始走向成熟。近年来，有的厂产品在主轴转速、快速进给、机床精度等主要技术参数已接近或达到国际先进水平。尤其是北京一机截止到今年6月底，仅一年半的时间就签约生产工作台宽度4米、5米的超重型动梁龙门加工中心和数控龙门镗铣床10台，说明我国生产中、高档重型和超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床的厂家在产量和技术水平上有的已迈进国际机床大厂的行列。

4、努力创新不断提高

    在近几届国内机床展览会上，看到我国龙门加工中心和数控龙门镗铣床在结构性能、技术水平、产品质量等方面，都有很大提高。但是，与发达国家同类产品相比，还有较大差距，首先是自主创新能力不够，当前多以仿制为主，或引进技术合作生产，缺乏自主知识品牌的高档产品，往往关键的核心技术，关键的功能部件，还是从国外购买。例如，在今年CCMT2006上海机床展会上，共展出了8台五轴联动龙门加工中心，采用的关键部件——双摆角铣头，除了济南二机和桂林机床是自己开发的以外，其余6台都是购买意大利意萨、菲迪亚等国外公司产品。其次是产品质量，尤其是整机可靠性，还有较大差距，这也是用户最关注的问题之一。应该看到，目前除少数企业外，龙门类产品技术含量普遍较低，数控机床产业化程度不高。这些都是国内主机厂需要下大力气认真改进、努力提高的地方。

二、知名生产厂家和典型产品

1、北京第一机床厂

    从1960年北一试制X212龙门铣床以来，至今已有四十多年的历史，尤其是1984年至今的22年间，北一在引进世界上生产数控龙门镗铣床著名厂家德国瓦德里希科堡公司的先进技术及合作生产的基础上，通过消化吸收和科研攻关，不但成功地合作生产了8台重型和超重型龙门加工中心和数控龙门镗铣床，而且掌握了其中的关键核心技术，实现了技术创新和技术进步。到目前为止，北一制定了全系列龙门产品的发展规划，并根据市场需求按产品模块化设计原则开发出动梁、定梁、工作台移动式、龙门移动式，规格范围在工作台宽度1000-5000mm，工作台长度2000-28000mm的轻型、中型、重型、超重型产品，已累计销售达120台，其中，重型和超重型产品50多台。

    近二年，北一为兵器工业提供了一批重型加工设备，开发了XHA2140×120动梁龙门加工中心和XKA2140×80数控龙门镗铣床。其中XHA2140×120是目前国内自行开发制造的规格最大的动龙门加工中心。其主要技术指标：工作台尺寸4000×12000mm，主功率60/84KW，刀库容量60把。这两种产品不但采用了早已成熟的多项先进的关键技术，例如，多功能宽调速大功率滑枕式镗铣头；静压蜗杆——涂层成型蜗母条传动技术；动平衡检测和补尝技术；刀具倾角自动调整机构等十几项，而且还攻克了动梁升降同步驱动检测调整技术；机械手立、卧双向换刀技术；多功能附件铣头自动装卸等多项新技术，尤其是机床标准采用高于国际标准的德国科堡企业标准，从而使这两种产品达到当代国际先进水平。

图1 北京第一机床厂生产的XKA2150×170数控龙门镗铣床

2、济南二机床集团有限公司

    从1992年开始，引进著名机床制造商法国福斯特里纳公司的先进技术，进行长期合作生产以来，开发了工作台移动式、龙门架移动式、定梁、动梁等多种形式的数控龙门镗铣床和龙门加工中心。

    2002年在上海举办的第二届中国数控机床展览会上，济二首次推出XHV2720×60定梁龙门移动式五轴联动龙门加工中心，至今已能小批量生产供应市场。

    2005年生产的XHV2420五轴联动定梁龙门加工中心，采用铣头油雾润滑冷却、横梁预应力反变形控制等关键技术。并利用谐波减速传动机构，自行开发了B、C轴双回转摆角铣头，实现五轴联动功能。双摆角头主电机功率20KW，电主轴转速12000r/min，B轴回转角度±110°，C轴回转角度±200°。为了确保机床的传动精度，X、Y、Z三轴采用精密光栅尺控制，B、C轴采用高精度角度编码器控制，从而实现全闭环控制。目前，济二生产的五轴联动龙门加工中心和数控龙门镗铣床，已经被水泵业、轨道客车等用户所认可。

图2 济南二机床集团的XHV2420五轴联动定梁龙门加工中心

3、沈阳机床（集团）有限责任公司

    多年来，一直以生产钻镗床著称的沈阳机床（集团）公司旗下的中捷机床有限公司、中捷摇臂钻床厂，近年来，通过引进国外龙门五面加工制造技术，消化、吸收，大力开发适合我国国情的龙门五面数控加工机床，在CIMT2005和CCMT2006机床展览会上，都推出多台五轴联动和五面加工龙门加工中心和数控龙门镗铣床。2005年沈阳机床（集团）公司，一年就生产各种规格的龙门加工中心和数控龙门镗铣床135台，是历史性的突破。为推动我国龙门产品产业化发展，做出了较大贡献。

    在2006年中国数控机床展览会上，沈阳机床集团的中捷机床有限公司，展出GMC2580u桥式龙门五轴镗铣加工中心，配置意大利菲迪亚双摆角铣头，实现五轴联动功能。该机床工作台尺寸2500×8000mm，主轴转速240-24000r/min，主电机功率42/55KW，主轴头B轴转角+95°-110°，C轴转角±200°。机床采用高架式横梁移动布局型式，主轴转速高，功率大，是航空航天工业的钛合金框架零件和大型壁板模具加工的理想设备。

图3 沈阳机床集团的GMC2580u型桥式龙门五轴镗铣加工中心

    在同一展会上，沈阳机床集团的沈阳第一机床厂和并购的德国希斯公司联合生产制造的GTM320140龙门移动式车铣加工中心，产品配置复合旋转工作台和水平移动龙门，工作台最大加工直径3200mm，工作台转速车/铣0-180/0-4r/min，工作台及X/Z轴均采用静压导轨，机床为内镶滑枕结构，镗铣滑枕截面280×240mm，并采用双主轴电机驱动，镗铣主轴电机52KW，镗铣主轴转速（1档/2档）520/3150r/min。该产品实现车铣复合加工功能，也反映了国产龙门加工中心和数控龙门镗铣床开始向复合化功能发展。

图4 沈阳机床集团的GTM320140龙门移动式车铣加工中心

4、桂林机床股份有限公司

    多年来，通过与北京航空航天大学、华中科技大学、清华大学等国内名校进行卓有成效的产学研合作和请国外专家讲课等协作形式，开发出具有自主知识产权的自动万能铣头，并利用自动万能铣头，成功开发了五轴联动数控龙门铣床。自2001年在第七届中国国际机床展览会上，展出采用华中数控系统的国内首台具有自主知识产权的五轴联动数控龙门铣床以来，已开发多台五轴联动产品。

    在今年上海中国数控机床展览会上，又推出XK2320/4-5X五轴联动数控龙门铣床一台，该产品工作台尺寸2000×4000mm，自动万能铣头主电机功率28KW，主轴转速10000r/min，B轴转角±100°，C轴转角±370°，机床横向导轨采用获国家专利的双错位滚动与滑动复合导轨。

图5 桂林机床股份公司的五轴联动龙门铣床XK2320/4-5X

5、宁波海天精工机械有限公司

    隶属于宁波海天集团公司的宁波海天精工机械有限公司，是机床行业的新兵，但是起点较高，通过引进国外先进技术，目前主要生产龙门加工中心、卧式加工中心和数控车床三大系列产品。2005年仅生产工作台宽度630-1500mm四种规格的龙门加工中心多达150台，已形成产业化。

    2005年在第九届中国国际机床展览会上，该公司第一次参展并推出HTM-850G龙门加工中心，该产品工作台尺寸850×1500mm，主轴最高转速6000r/min，主电机功率11/15KW，机床采用全防擭，布局结构紧凑，外观造型较合理，适于中小件和有色金属件的模具加工。该类机床性价比较高，所以受到模具行业用户的欢迎。



    图6 宁波海天精工生产的HTM-850G龙门加工中心据初步统计，不包括外企和台企在大陆投资企业，仅国内生产龙门类产品的厂商，已多达几十家，形成生产批量的，也有十几家。其他批量生产龙门镗铣产品的知名企业，亦包括武汉武重机床有限责任公司、江苏多棱数控机床股份有限公司和威海华东数控股份有限公司等企业。