三、高效加工技术绽放精彩
提高加工效率是制造业的关注重点，也是机床行业孜孜不倦的追求，从而催生了各种高效加工技术和装备。展会中汇聚的各种类型的复合加工机床、多主轴多工位加工机床、组合机床等高效加工设备，为用户带来更多选择。
1. 复合加工
复合加工机床以其优异的跨工艺能力和完整加工性能，成为高精度、高效加工的主要技术解决方案之一。
大连科德的KTX1250TC卧式五轴铣车复合加工机床，具有五轴车削和铣削功能，一次装夹可以完成车、铣、镗、钻等加工，双工件主轴可以实现工件的6面完整加工。特别适合长轴类零件以及多型面特征的零件中、小批量加工，具有节省工艺装备，缩短生产准备周期，提高工作效率，降低生产成本等优点。
INDEX的铣车复合加工机床INDEX G220，采用了高刚性阻尼的人造大理石整体床身，对置正副主轴、两个下刀架以及铣削主轴组合，16个运动轴，以及多达169个刀位的刀库，能够为复杂工件的完整加工提供最大的柔性。三把刀具可以无碰撞风险的条件下同时进行切削加工，提高机床的加工效率。适用于复杂和多品种的小型及中型工件的高效加工。
奥地利魏因加特纳的mpmc系列车铣复合加工中心集成了旋风铣工艺，通过自动头库快速切换车铣工艺和旋风铣工艺，实现各种工件的高效加工，在工作区的顶部实现机械手快速直接换刀，减少了换刀时间；带缓存区的两侧自动刀库和自动头库，可按用户需求配置，机型更紧凑，更高效。
迪恩机床铣车复合加工机床SMX 2100ST，结合左右主轴以及B轴铣削主轴和12工位高刚性伺服下刀架，可实现一次装卡完成复杂零件的6面完整加工，保证复杂零件的加工精度，提高加工效率。
MAZAK的铣车复合加工机床INTEGREX i-250HS AG，体现了MAZAK“DONE IN ONE”的理念，对置正副主轴以及带B轴铣削主轴，能够实现工件的6面完整加工，另外还融合了齿轮加工功能以及测量功能，可实现滚齿、铣齿以及车齿加工。
武汉重型机床的XKC5640×2龙门移动双刀架铣车复合加工机床，一次装夹,可完成车、铣、镗、磨等工序,加工内外圆柱、内外圆锥、平面、沟槽、锥面、圆弧面、螺纹以及各种旋转曲面体。还可融合工件测量功能，实现工件在线测量。
Vollmer的工具磨床VHybrid 260，复合了磨削加工和电火花放电加工，可对硬质合金以及PCD刀具磨削加工或电火花放电加工。机床有两根主轴，下部主轴即可用于磨削，也可用于电火花放电加工，而上部主轴只预留作磨削。在对PCD（聚晶金刚石）刀具进行电火花放电加工时，可达到Ra0.05µm的表面质量。
2. 多主轴机床
多主轴机床将工序加以集成，利用多主轴多工位的优势，对同一工件的正面、背面或相同零件同时进行加工，因而机床的功能和加工效率得到大幅提高，是当前快速发展的一种高效加工技术。
多主轴机床有多种结构和类型。如双主轴加工中心，可以同时对两个工件进行加工，生产效率提升近2倍，同时减少占地面积，降低投资成本。这类机床有东风设备的双主轴立式加工中心DDL500，上海拓璞的双主轴立式五轴联动加工中心，北京博鲁斯潘的双主轴立式加工中心VMC700dsp、双主轴可交换工作台五轴联动五面体高速精密加工中心HMC60L-5i，深圳华亚的双主轴钻攻中心YHCS 4050A和双主轴卧式加工中心YHVS 700，奥地利Fill工的双主轴卧式加工中心Syncromill D 2000X、Syncromill C，GROB双主轴加工中心G320，LiCON的双主轴卧式加工中心LiFLEX II。
多主轴数控车床通过工序集成，利用多主轴多刀架的优势，通过副主轴的对接工件功能（对置双主轴），或者翻转机械手的功能（平行双主轴），实现加工工件的翻转，两个主轴同时加工工件的正背面不同部位，提高机床加工效率，同时实现工件的完整加工。这类机床有陕西诺贝特的双主轴双刀架车削中心TX80-MH，浙江立冈的双主轴对接车削中心QT55LMSY，广东圣特斯的双主轴对接车削中心CTXY52-S，MAZAK的双主轴双刀塔车削中心DT200 L，浙江品上的双主轴数控车床TS-32A，村田机械的平行双主轴数控车床MW200C、MW120IIC，浙江合信的双主轴双刀塔数控机床DTR200ⅡY、双主轴对接数控机床TS-30，云南CY的双主轴车削中心CY-STC65mY/1050，广州台茂的CNC-580TTS双主轴双刀塔车削中心，宝鸡西力的XKC-T7SY双主轴双刀塔数控车床，上海竞格的ET-205SY双主轴车削中心，INDEX的车削中心INDEX C200。
德国Schutte的单轴自动车床EC2-65，一个主轴，最多可配置4个三轴刀塔单元；一个背主轴，最多可配置2个三轴刀塔单元，这些刀塔单元适用于任何类型的固定式刀具或动力刀具。在加工时，最多可以有6把刀具同时进行加工，其中4把用于主轴，2把用于背主轴，从而极大地缩短加工时间，提高加工效率。
中驱双头车利用中置主轴驱动零件旋转，两端同时进行车削加工，主要用于两端同轴度要求较高的短轴类或管类工件的高精度和高效加工，如汽车传动轴、电驱动汽车电机轴、深水泵轴等。这类针对短轴类零件的高效加工机床有安徽力成的DNL083双头数控车床，山东友泰的中间驱动双头车床。
3. 单机组合机床
多主轴多工位复合加工机床将车削、铣削、钻孔、制齿、拉削、修整、滚光、珩磨、磨削等加工技术集成在一台设备中，以实现大批量复杂工件的六面完整加工，并可具备装夹补偿、U轴横向加工和进程内测量等特殊工艺。这样通过多个工位与多种刀具模块相结合，配置自动化上下料机构，实现复杂精密工件的高效率、大批量加工，生产节拍可以缩短到数秒。这样的高效加工设备浙江双正的SZ10B-12H3-17W悬浮式多工位多轴多方向组合加工机床，朗快智能的TG10多主轴多工位水车式车铣复合加工中心，无锡翰坤也有类似的多工位组合机床。
4. 多主轴多功能自动车床
多主轴多功能自动车床，将多根主轴布置在一个桶状鼓体内，每完成一个工位的加工，桶状鼔体转动一个角度，进入下一个工位，每一个工位配备若干个横刀架和纵刀架，实现多工位，多刀具同时加工，极大地提高了加工效率。多主轴多功能自动车床，还可以同时加工两个工件，进一步缩短单件加工时间，提高效率。
INDEX公司的MS22-8多轴多功能自动车床，8根主轴环形布置，可以配置2根副主轴以及16个刀架，完成工件的完整加工。8根主轴可以同步驱动，刀架可以自由配置为十字X、Y、Z滑台或者镗孔Z向换台，从而实现高效加工，将多主轴机床在高效完整加工的优势展现的淋漓尽致。广泛应用于各行业精密零件的大批量生产。
Tornos的MultiSwiss 8×26多轴自动车床，8根主轴（工位）圆周布置，每根主轴可实现独立转速和分度以及C轴定位，每个工位最多可以容纳4把刀具。背主轴安装在两个移动轴上，可以使用4把刀具完全独立工作，其中2把为动力刀具。它融合了多轴车床和单轴车床的优势，配备Tornos TBDECO 或TISIS ISO编程软件，编程和操作非常简便，堪比单轴车床，而生产效率却提高了数倍，显著提升了产品质量和产品一致性。
5. 多刀架机床
单主轴多刀架数控车床是一种新型的高效加工设备，通过多个刀架同时对工件进行加工，缩短工件加工时间，提高加工效率。如EMAG工的VT200立式轴类车床，四轴配置，行程短，主轴功率高，其最引人关注的是“双刀塔同时加工”的加工工艺，两个分别拥有11个刀位的刀塔即可配备车刀，也可配备动力刀具，对加工对象同时进行加工，大幅缩短加工时间，同时确保机床的柔性。
6. 高速高效加工机床
高速加工机床能够显著提高切削速度和进给速度，大大缩短切削时间，提高工件表面质量和加工精度。高效加工机床通过优化切削参数，提高单位时间的材料切除量，减少加工时间。高速加工机床和高效加工机床都能够显著提高生产效率，降低零件的制造成本，是当前企业重点发展的高效加工技术之一。
大族激光的超高速磁悬浮激光切割机G4020HF 50，三轴采用直线电机驱动，可实现最大定位速度300m/min，最大加速度5g，搭载30kW光纤激光器，自主研发的数控系统，插补周期小于0.25ms，具有完整的万瓦级切割专家工艺数据库，拥有零秒穿孔、厚板稳定切割、低气压切割、洁净切割等多种独特工艺技术，给设备带来更快的切削效率。
邦德激光的P系列激光切割机，采用Bodor高转速总线电机，最大加速度可达4.0g，运行最大联动速度可达200m/min，加工效率提升30%。
纽威数控的高速卧式加工中心HE65EF，三轴快移速度60m/min，具有在一次装夹中完成箱体五面孔系和平面加工的良好性能，大幅度缩短制造时间，提高加工效率和精度。
苏州电加工的数控高速电火花小孔加工机，主要用于不锈钢、高温合金、合金结构钢、钛合金、硬质合金及淬火钢等材料的小孔高效加工，加工孔径φ0.3mm-3mm，加工速度最高可到60m/min。
北京北一机床的双驱式数控高速CBN磨床B2-GPD20，能够实现一次装夹，完成全部轴颈磨削，适用于轴类两端需要高精度磨削的零件加工，CBN砂轮最高速度120m/s，显著提高了加工效率和加工精度。
阿帕斯的超高速全直驱摇篮五轴加工中心U600，五轴全直驱结构，所有进给轴均可获得极高的动态刚性，实现超高速精密切削。
上海拓璞的高速复材五轴加工中心，龙门移动部件采用碳纤维复合材料，X、Y轴采用直线电机驱动，直线轴最大进给速度120m/min，直线轴加速度 1.5g，主轴最大转速24000 r/min，可以实现中小型零部件的高效五轴铣削、螺旋铣孔、制孔、镗孔等加工。
7. 自动生产线
自动生产线是一种按顺序加工工件并生产出产品的一种生产组织形式。采用专业生产、流水线上专用的设备和工艺装备，以及机械化的运输装置，可以提高劳动生产率，缩短生产周期，降低生产成本，是一种常见的高效加工方式。
陀曼桁架式滚倒剃齿轮自动化生产线，由滚倒复合机、数控剃齿机、自动上下料仓、自动甩油机、自动抽检台和桁架机械手组成，能完成所有的齿轮热前制齿加工工序，生产效率高，调试维护简易，适用于汽车变速箱、摩托车等中小模数齿轮的大批量加工。
江苏亚威的数控板料冲割折边自动化生产线由上位机管理运行，实现自动编程规划、自动连线运转，具有自动上料、冲压加工、激光切割加工、攻丝（选配）、成型、机器人分拣下料、收集废料、折边加工、机器人下料堆垛、工序间自动物流周转等功能。 6轴机器人下料单元，可实现自动分拣下料、自动周转零件、自动翻面对中、自动给折边机上下料。自动线可接入工厂MES系统。
四、节能环保成为新热点
2021年10月，中国政府发布《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书，阐述了中国应对气候变化的新理念，摒弃损害甚至破坏生态环境的发展模式，顺应当代科技革命和产业变革趋势，抓住绿色转型带来的巨大发展机遇，以创新为驱动，大力推进经济、能源、产业结构转型升级，推动经济社会的高质量可持续发展。作为工业生产的基础性产业，机床工具行业尤其需要为此做出贡献。不仅要努力实现企业自身的低碳转型，还要为工业生产提供低碳排放的绿色机床工具产品。
机床工具绿色技术研究和应用主要体现在：优化设计,减轻机床运动部件重量，降低能源消耗；能量回收，驱动装置配备电能回馈装置以回收制动能；能源管理，待机关闭冷却、液压、照明、显示等耗能设备；提高能源利用效率，采用能效更高的电机；应用数字化技术、自动化技术、复合加工技术、高速加工技术、仿真技术等先进制造技术和管理技术，缩短生产周期，提高生产效率，减少能源消耗；伺服技术取代液压系统，降低能耗和液压油使用量；应用微量润滑以及干切削技术，无污泥过滤水箱，提高废液处理效果，减少排污。
1. 减少排放
廊坊市泽田依诺的Friendly废液处理装置采用减压蒸馏处理工艺，蒸发温度可控制在30℃左右，负压跳动幅度可以控制在 0.1kpa。根据不同的废液种类，最高可减少95%以上的废液量。
汇专科技的超声绿色高效机床，配置了汇专自主研发的智能化超声加工系统，可选配内冷超临界二氧化碳或微量润滑冷却系统，实现清洁切削。其超临界低温二氧化碳冷却系统，采用低温二氧化碳作为冷却介质，最低温度可达-78℃，解决了难加工材料的加工能力，加工效率提升50%-100%，减少了污染。其微量润滑内冷系统，配置多个特殊雾化装置及加气调节阀，并通过电磁阀进行组合控制，实现5种流量调节方式，通过联机控制，实现气雾输出半自动调节并产生不同剂量油雾，满足各个刀具和切削工序的不同需求。
西技联贸易公司的LUBRIX MQL微量润滑系统，集成了气溶胶生成过程的监控及调整，保障气溶胶生成过程一致性和可靠性。
2. 降低能耗
三河同飞的MCW1变频水冷机，采用低GWP冷媒R513A，比传统环保冷媒温室效应降低60%以上；应用专利技术的热气旁通/变频协同制冷系统，有效解决了低温低负载控制精度，变频控制水温控制精度高达±0.1K以上，低能耗，比标准产品整机能耗降低30%以上。
珠海高达的碳纤维传动轴、联轴器，采用碳纤维增强聚合物复合材料，具有轻质、高强、耐高温、抗腐蚀的特点，传动效率高，传统扭矩能力强，噪声低。
海德汉的LCx16光栅编码器，优化了光学扫描系统，即使在有液体污染和冷凝的情况下也能实现清晰的传感，提高了光栅尺的抗污特性，简化了密封空气的需求，显著降低用户使用成本。
德冠精密的双速主轴齿轮箱，螺旋齿轮结构紧凑，比直齿齿轮箱具有更高的传动效率，更低的噪音，更低的电机转速输入就可满足加工需求，减少能源消耗。
德国林康机床的卧式加工中心LiFLEX II应用创新的滚珠丝杠驱动结构，与直线电机驱动相比，能够节省40%的能耗，产能只减少3%，应用微量润滑技术，相比传统的冷却液润滑单元，省却了高能耗的冷却液高压泵，降低了能耗，减少了污染。
3. 干切技术
秦川机床的YK3115干切滚齿机，重庆机床的数控滚齿铣棱复合机床YH3120-CD，南京二机的数控干切滚齿机、插齿机，应用干切削技术，可消除切削液污染，绿色环保。
4. 绿色机床
综合应用各项绿色技术，减轻机床运动部件的重量，降低机床使用过程中的能源消耗，减少废弃物排放，最大限度地降低机床使用过程中对环境的负担，这种机床可以称之为绿色机床。
日本OKUMA的ECO suite plus是基于其“Thermo-Friendly Concept”和“ECO suite”而实现机床高精度稳定性与节能（减少二氧化碳排放量）兼备的概念，能够兼顾“尺寸精度稳定性”与“能耗量削减”，能够分析CO2的排放量以改进循环，能够在无人工干涉的条件下自主判断怠速停止，能够以较低的能耗实现加工并保持高加工精度和稳定性。OKUMA将配置了ECO suite plus功能机床定义为“绿色智能机床（Green-Smart Machine）”。
OKUMA的卧式数控车床LB3000EXⅢ、立式加工中心MB-46VII、五轴立式加工中心MU-500VIII都是OKUMA绿色智能机床的代表。可通过减少暖机运行时间，准备时间怠速停止等措施来减少机床的能耗，减少机床使用期间CO2的排放量。
日本MAZAK公司的新推出的NEO系列绿色环保机床，保持了原有机型的高生产效率和高精度加工性能，显著降低了机床功耗，以减少CO2的排放。其VARIAXIS i-700 NEO立式五轴加工中心，通过一次装夹，实现完整加工，减少装夹辅助时间，利用高速加工、复合加工等先进加工技术，大幅减少加工时间。搭载其最新的Mazatrol Smooth AI控制系统，采用LED机内照明，能够智能地熄灭机内照明和CNC背光；人体传感器在检测到操作人员接近后，机内照明自动点亮；加工结束一定时间后，排屑器自动停止运行减少功耗；使用润滑脂对主轴、滚柱导轨、滚珠丝杠进行润滑，大幅减少润滑油的消耗。采用蓄能器的液压单元、变频式冷水机组、去油泥节能冷却系统，降低能耗，减少环境污染。
5. 先进制造技术
增材制造能够减少机加工，提高材料利用率，显著减少产品的重量以及所需材料，降低CO2的排放，是绿色制造的重要组成部分。
海天的金属3D打印机C400M，采用选取激光熔融工艺，最大成型空间尺寸为400×400×430mm，配置有四台500W或1000W光纤激光器，具备多种激光技术方案、闭环恒风速、参数自检测等功能特点，可选配双向铺粉和“永久”型循环过滤系统。配备自主研发的HTPrinter、HTCamera等设备运行及打印质量监测软件，可实现24小时无人化值守的高效生产。
中科煜宸送粉式金属3D打印机LDM8060，采用LDM工艺，大功率激光器，成型效率高，粉末利用率高，可适用于不锈钢、钛、镍钴铬合金等材料的3D打印。
作者：符祚钢（协会市场部）
责编：兰海侠
文章来源：中国机床工具工业协会cmtba
图片来源：中国机床工具工业协会cmtba
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责任编辑：朱晓裔
审 核 人：李峥
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