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　　【机床商务网栏目 展会快报】作为后疫情时期首个开幕的全球知名机床工具展，CIMT2021成为一场赋有历史使命的盛会，为机床行业提供了一个难得的交流互动平台，会展场面异常火热。
 

　　拉床是机床行业的细分领域，占金属切削机床的比重仅1%左右，被戏称为“非主流机床”。然而拉削是一种不可替代的加工工艺，用于拉削各种形状的通孔、成形外表面以及齿轮的齿形等。据笔者观察，本届拉床参展商共有4家，其中境内3家企业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、长沙思胜智能设备有限公司，境外参展企业为德国Forst(弗斯特)公司。
 

　　下面本文以CIMT2021部分拉床展品为例，简要评述拉床产品的技术特点、发展趋势及应用领域扩展等。
 

　　一、专精特新拉床，展示细分领域加工能力
 

　　
 

　　1.浙江畅尔智能装备股份有限公司
 

　　畅尔装备推出了自主研制的高速硬齿拉床、双缸液压伺服上拉式立式内拉床、航空发动机轮盘榫槽加工五轴数控卧式侧拉床、螺旋伺服拉床等，产品各具特色，涵盖了大吨位、大行程、高速度、自动化等特点，可满足用户的个性化需求。
 

　　(1)高速硬齿拉床LG5705GS-800
 

图1 高速硬齿拉床
 

　　该拉床适用于材料硬度58-62HRC零件的内齿形孔的高精拉削，实际拉削时间不到1s，一次精密成型，其技术创新点有：1)具有工件内齿形快速精准定位机构，拉刀主、辅夹持机构及消隙机构，实现工件自动定位、拉刀有效固定；2)分层式组合型式结构的超微粒子硬质合金拉刀，采用刀具涂层技术，满足高速作业下的拉刀刚性，减少刀具磨损；3)MQL微量润滑技术。
 

　　该高速硬齿拉床额定拉力50kN，最大行程800mm，拉削时间≤1s，加工节拍(含自动化)28.5s/件，拉削及返程速度≥80m/min，连续加工50件大小径的锥度0.004mm。
 

　　(2)双缸上拉式立式内拉床LG557FA
 

　　该拉床是一款大吨位、大行程的通用产品，适用于工程机械、风力发电等领域大齿圈工件的高精加工，上拉式作业与地面式安装，适合自动化连线。其技术创新点有：1)伺服驱动与双油缸同步运行，油缸与拉削中心处同一直线,满足大切削力需求；2)刀具与工件到位检测技术，防止刀具碰撞损坏；3)预留MES接口。
 

图2 双缸上拉式立式内拉床
 

　　该双缸内拉床额定拉力400kN，最大行程2000mm，提刀行程1400mm，拉削速度(分档调速，按不同型号)为1-6或1-7 m/min，返程速度(按不同型号)为2-12或2-15m/min，适用拉刀长度1050-2100mm。
 

　　(3)轮盘榫槽加工五轴数控卧式侧拉床LG6525ZX-4200
 

　　榫槽高速精密拉削加工一直是航空制造业中被世界公认的技术难题之一，也是制约我国航空制造业发展的“卡脖子”技术之一。畅尔装备重点展出的用于航空航天、燃气轮机轮盘榫槽加工的五轴数控拉床，展示了中国拉床企业的研发实力。
 

图3 轮盘榫槽加工五轴数控卧式侧拉床
 

图4  C型摇篮机构及刀具部分
 

　　据了解，该产品为畅尔10余年持续研发攻关、自主研制的二代装备，已交付国内客户使用，可满足柔性化、高效、高精度的榫槽加工，实现进口替代。该产品关键技术处于国际先进行列，自主核心技术有：1)开发集成4个数控轴的C型摇篮机构，实现榫槽多种倾角的柔性加工，实现涡轮盘拉削位置的精确定位；2)研制了涡轮盘榫槽拉刀的自动换刀装置和储运装置，实现粗拉刀、半精拉刀和精拉刀的自动快速换装；3)采用了快速换刀和换模装置的零点定位系统。
 

　　2. 湖南南方机床有限公司
 

　　湖南南方在CIMT2021展出主要展品为数控螺旋立式内拉床LK8920(图5)，该机额定拉力200kN,额定行程2000mm，可用于高精度行星减速机、汽车自动变速箱等部件螺旋齿和直齿工件的加工，其技术特点有：1)主结构采用高对称性设计，导轨中心、驱动中心、拉削中心5心共面；2)螺旋线拉削直线轴(XⅠ、XⅡ)+旋转(C轴)采用了高精度光栅，实现全闭环控制；3)配置西门子828D数控系统轴；4)工件上下料处采用前后敞开式结构，上下料方便(如图6所示)。
 

图5 数控螺旋立式内拉床
 

图6 上下料位前后敞开式结构
 

　　3. 长沙思胜智能设备有限公司
 

　　长沙思胜重点展出了伺服端面齿自动化拉床。这是一款专门用于加工小型和大型汽车、卡车的传动轴衔接端部齿型(例如凸缘、凸缘叉、贯通轴等产品)的设备。
 

　　该产品的技术特点有：1)采用侧拉方式，辅助动作仅有移动台送进，保证了重复定位精度，2)配置了视觉检测系统，工件无序摆放，通过相机拍照定位，可将杂乱摆放的工件，通过机器人精准抓取并完成上下料；3)机床采用伺服传动，夹具自动分度完成端面齿工件的二刀拉削。
 

图7 伺服端面齿自动化拉床展会现场图
 

图8 相机拍照技术
 

图9 机器人自动抓料
 

　　该机最大拉削速度8m/min，返程速度18m/min，角向精度≤0.04 mm，加工节拍≤65s/件。
 

　　4. 德国弗斯特技术有限及两合公司
 

　　弗斯特(Forst Technologie GmbH&Co.，KG)在生产拉铣器械、拉铣工具等领域有超过100年的历史，在行业内代表着最高质量。此次展会上，Forst主要通过视频展示了航空发动机工业和燃气轮机行业的榫槽加工拉床，以及加工内廓和外廓立式和卧式拉床加工工艺。
 

图10 德国弗斯特展会现场
 

　　二、拉床技术发展趋势
 

　　受疫情的影响，CIMT2021展会拉床参展商及展品较2019年有所减少，但展品更侧重于品质稳定、绿色环保、智能化、数字化等特点，为客户提供多元化解决方案成为主流趋势。
 

　　1. 大重型、长行程拉床是未来研发方向
 

　　航空航天、国防建设等领域的核心零部件加工均需要大型、重型、长行程、精密、多轴、高速、高效的拉床，如航空发动机轮盘榫槽加工高速拉床、膛线拉床等。此类高端拉床，国内用户企业基本还需要大量从国外进口。近年来，我国装备制造厂商经努力追赶，已取得了一定的成绩，但与先进国家相比，仍有一段距离。随着全球工业制造业转型发展，尤其是在航空航天、海洋工程、国防建设等重点工业领域的拉动下，大型、重型、长行程的精密拉削装备必然成为未来几年市场需求的重点，装备制造商也将加大在此领域的研发。
 

　　2. 数控技术的应用成为大趋势
 

　　数控技术是发展新兴产业和尖端工业最基础的技术，是制造工业现代化的重要基础。CIMT2021展会上，拉床产品大多采用了数控技术，此类拉床具有占地空间小、无液压系统、地面操作、无需挖地坑等特点。目前我国针对拉床数控产品的设计制造正处于从学习、模仿走向自主开发、自主创新的阶段，对于拉床数控关键技术的试验、消化、掌握和创新能力均还需要提高。
 

　　随着我国数字经济的不断深化，面向汽车、航天航空、国防工业等领域的数字化是现代机床发展的大趋势
 

　　3.远程监控和运维技术提升产品竞争力
 

　　随着传感器在机床上的运用，产品具有了实时监控、紧盯关键环节、提早发现潜在问题等功能，可帮助用户及时找到问题的解决方法，避免设备停机，有效实现多个闭环管理，杜绝无谓的浪费，从而实现对拉床整个生命周期监测管理的远程监控和运维。通过运用运维技术，将后期产品的制造和运营维护的需求融入至早期的产品设计过程中，形成设计改进的智能闭环，有助于产品设计、生产、运维的无缝集成。如此将大大提升产品的竞争力，助力企业获得更多市场，这已成为未来几年的研发重点。
 

　　4.高效自动化生产线是“黑灯工厂”的关键
 

　　“黑灯工厂”是“机器换人”的全面升级，越来越多领域的工业生产制造商都提出了“黑灯工厂”的要求，AGV运送、自动化拆垛堆垛、机械手自动换模、机器人上下料、在线检测……，等等，用成套的高效、高可靠性、高自动化和柔性化的机器人集成生产线，替代传统的流水线作业，是“黑灯工厂”运转的关键。这将倒逼企业的生产研发环节不但要涵盖拉床的拉削技术，还要理解和熟识拉床的前端、后端制造工艺，为客户提供一站式解决方案。
 

　　三、拉床应用领域拓展
 

　　拉床是不被大多数人熟知的机床类别，且市场份额相对较小，但拉床具有高效和高精的特点，拉削工艺可以替代铣削、磨削、刨削等加工工艺，适用于大批量、多品种的生产。拉床在早期主要用于汽车领域的核心零部件加工，汽车工业是机床行业最重要的用户领域，约有50%以上的机床销往汽车制造企业。
 

　　近年来，汽车行业增速放缓，但随着我国西部大开发、轨道交通和城镇化建设的深入推进，拉床的应用市场得以进一步拓展。一方面是家用电器中的空调四通阀、压缩机气缸等零件的加工转向拉削工艺，另一方面是工程机械中挖掘机、起重机、运输机等零部件可以通过拉床实现大批量、高效率加工。
 

　　作为工业母机，航空航天、船舶舰艇、核工业、发电设备等多种领域都需要高档高性能的拉床参与生产，国内拉床制造商正加快步伐追赶国际前沿技术，研制国产化高精尖拉床，推动我国重点领域的核心零部件拉削装备实现国产化。
 

　　中国国际机床展览会(CIMT)是观察、研究、对接中国机床工具消费市场的最佳窗口和平台，在机床企业和用户间搭建了充分有效的贸易和交流平台，给专业观众呈送了一场超能量的盛宴。