
近年來五軸聯動數控(kòng)加工中心在各領域得到了越來越廣泛的應用。在(zài)實際應(yīng)用中,當遇到異形複雜零件高效、高(gāo)質量加工難題時,五軸聯動技術無疑是最(zuì)有(yǒu)效(xiào)的解決手段。但五軸的高價格還是讓它的(de)普及之路變得遲緩(huǎn),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麽高?
一、機械部件價格(gé)高
1.在國內很難買(mǎi)到100萬以下(xià)的雙(shuāng)擺銑頭,常用的300萬到400萬。以雙擺銑頭這個核心(xīn)部件(jiàn)為例,因為(wéi)其加工難度大,要(yào)求精度高,更因為體積小其內部機械(xiè)組件相對細小,要保(bǎo)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,一般隻在大型龍門結構的五軸機才用這種(zhǒng)五軸核心部(bù)件,有的銑頭就重達幾噸。

2.在國內很難買到10萬以下的雙轉台,常用的(de)在15萬到50萬甚至更高。雙轉台(搖籃、懸臂):最難的是A擺(或者B擺),因為整個C軸轉台固定在A(或B)軸(zhóu)上,A(B)擺電機在擺角時、即使是空載(不裝夾工件),要(yào)克服整個(gè)C軸組件的重(chóng)量,其負載都很大,如果再加上夾具及工件,負載成倍增加(jiā),所以(yǐ)雙轉(zhuǎn)台的(de)精度和壽命出(chū)問題的一般都在A(B)擺,C擺相對少得多。這也是雙轉台五軸機很少加工鋼件的(de)本質原因,而這種大力矩電機的價格不是一般人承受的。但即便如此,五軸機中雙轉台形式仍是最多的,因為(wéi)這(zhè)類五軸機相對製造(zào)難(nán)度(dù)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(gāo),原因也是它也有擺角銑頭,雖然隻有一個旋轉軸,造價(jià)還是很(hěn)高,而且外國人不喜歡(huān)用單純的單(dān)擺銑頭,一般做成45度B擺,編程難度(dù)更高。
4、除了核心部件,相對於三軸機,五軸機(jī)的床身鑄件要加工的(de)地(dì)方(fāng)多,難度也大(dà),水電油氣等附件多,成本也高。
二、數控係統價格(gé)高
日本(běn)三菱、法那科基本不賣五軸係統給國內,如果需要得經過很煩瑣的審批,並限製用途。德國的海德漢,西門子、力(lì)仕樂、PA等(děng)相對寬容價格在20萬以上。國產的帶(dài)RTCP真五軸一套下來也要10萬左右,穩定性還有(yǒu)待考驗,而且國產五軸CNC係統廠家(jiā)隻有十來家(jiā)。(這裏參考價格以850三軸機類似(sì)大小的五軸,含係統(tǒng)及驅動和電機。)

三、使用調試(shì)成本高
ABC三種圓周運動的(de)精度檢測設備價格(gé)很高(gāo),三軸的激光幹涉(shè)儀才10-20萬,而五軸的檢測(cè)目前隻有英國雷(léi)尼紹能提供,一套需要60萬-80萬(含球杆儀)。
Q2 五軸設(shè)備的國內現狀怎樣?
一、五軸機及其核心部(bù)件的生產廠家很少
跟傳統的三軸機床比,五軸機的製(zhì)造廠少的可憐。從上海北京之類的大(dà)型機械展就可以看出這一點。從目前筆者手中一份不是很(hěn)齊全的廠商名錄看,全國數量不到三位數。而僅僅在鬆崗(gǎng)長安(ān)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(wǔ)軸機的三大核心部件(5軸CNC控製係統,旋(xuán)轉工作台,擺(bǎi)角銑頭)的(de)廠家,更是(shì)鳳毛麟角,主要以台灣、日本、歐美企業(yè)居多。
二、五軸機(jī)編程、操機等相關從業人員(yuán)少

三、五軸機的應用麵現階段太窄
現在的五軸機,除了國企、軍(jun1)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(zǐ),高檔生活器(qì)具(jù),高端模具),而且加工對象材料(liào)主(zhǔ)要以鋁合(hé)金為主(zhǔ),鋼件為(wéi)輔。
Q3 五軸設備應該(gāi)怎樣普及?
目前五軸設備(bèi)的現狀形成了一個閉環:製造難度大——>五軸機製造商少——>售價高——>應用麵窄——>從業者少,特別是研發人員少——>生(shēng)產難題無法解決——>製(zhì)造難度大。
這種情況應該如(rú)何破局?對比三軸機的普及過程(chéng),五軸機的普及也要以應用範圍的拓(tuò)展來做突破口。從長遠來說,五軸機的應用範圍要拓展到傳(chuán)統的模具行業,要(yào)拓展到生活用品領域,也要拓(tuò)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,但造型複雜的(de)、曲麵有倒扣(kòu)的模具就無法用三軸機器。還(hái)有(yǒu)就是高檔產品設計時對曲線要求高、一(yī)定(dìng)要一刀過(guò)的模具,三軸機也得讓位於四軸五軸。拓展到模具行業時,要想工件的運動像三(sān)軸機一樣,隻在水平(píng)麵上動,不受重力影響,那麽五軸機的機型隻有兩個選擇:雙擺銑(xǐ)頭型及一擺一轉型。
這種機型的轉台可以(yǐ)做的很大,承載大重(chóng)量的模具,因為工件隻在XY平麵(miàn)做直線運動和轉動,重力對其(qí)沒有影響。但轉(zhuǎn)台C和B擺(bǎi)銑頭的聯動,加上XYZ,它又是(shì)一個真五軸(zhóu)機,什麽複(fù)雜曲麵都(dōu)能加工。另外旋轉(zhuǎn)工作(zuò)台(tái)隻有一個(gè)C軸,製造成本跟搖籃比大幅(fú)度降低,無論是從功能(néng),還是從力學結構、還是從精度,從製造難度上來考量,這種五軸機都應該是加(jiā)工模具的完美機型。
二、生活(huó)用品領域、工業工具領域(yù)的五(wǔ)軸機應用
生活水平是隨著生產(chǎn)工(gōng)藝的提高(gāo)而提高的。社會上越來(lái)越多的人願意(yì)為高(gāo)品質(zhì)買單。而且現(xiàn)在還(hái)有一個趨勢(shì),為了提高技(jì)術門檻防止仿冒,越來越多的廚房用品、高(gāo)檔衛浴(yù)、玩具、裝(zhuāng)飾(shì)品都采用了複雜(zá)表麵設計,這些四軸都無法加(jiā)工(gōng),隻能使用五軸設備(bèi)。