作為后疫情時(shí)期首個(gè)開幕的全球知名機(jī)床工具展，CIMT2021成為一場賦有歷史使命的盛會(huì)，為機(jī)床行業(yè)提供了一個(gè)難得的交流互動(dòng)平臺(tái)，會(huì)展場面異?；馃?。

　　拉床是機(jī)床行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域，占金屬切削機(jī)床的比重僅1%左右，被戲稱為“非主流機(jī)床”。然而拉削是一種不可替代的加工工藝，用于拉削各種形狀的通孔、成形外表面以及齒輪的齒形等。據(jù)筆者觀察，本屆拉床參展商共有4家，其中境內(nèi)3家企業(yè)分別為浙江暢爾智能裝備股份有限公司、湖南南方機(jī)床有限公司、長沙思勝智能設(shè)備有限公司，境外參展企業(yè)為德國Forst(弗斯特)公司。

　　下面本文以CIMT2021部分拉床展品為例，簡要評述拉床產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)、發(fā)展趨勢及應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展等。

　　一、專精特新拉床，展示細(xì)分領(lǐng)域加工能力

　　1. 浙江暢爾智能裝備股份有限公司

　　暢爾裝備推出了自主研制的高速硬齒拉床、雙缸液壓伺服上拉式立式內(nèi)拉床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤榫槽加工五軸數(shù)控臥式側(cè)拉床、螺旋伺服拉床等，產(chǎn)品各具特色，涵蓋了大噸位、大行程、高速度、自動(dòng)化等特點(diǎn)，可滿足用戶的個(gè)性化需求。

　　(1)高速硬齒拉床LG5705GS-800

　　圖1 高速硬齒拉床

　　該拉床適用于材料硬度58-62HRC零件的內(nèi)齒形孔的高精拉削，實(shí)際拉削時(shí)間不到1s，一次精密成型，其技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)有：1)具有工件內(nèi)齒形快速精準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，拉刀主、輔夾持機(jī)構(gòu)及消隙機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)定位、拉刀有效固定;2)分層式組合型式結(jié)構(gòu)的超微粒子硬質(zhì)合金拉刀，采用刀具涂層技術(shù)，滿足高速作業(yè)下的拉刀剛性，減少刀具磨損;3)MQL微量潤滑技術(shù)。

　　該高速硬齒拉床額定拉力50kN，最大行程800mm，拉削時(shí)間≤1s，加工節(jié)拍(含自動(dòng)化)28.5s/件，拉削及返程速度≥80m/min，連續(xù)加工50件大小徑的錐度0.004mm。

　　(2)雙缸上拉式立式內(nèi)拉床LG557FA

　　該拉床是一款大噸位、大行程的通用產(chǎn)品，適用于工程機(jī)械、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域大齒圈工件的高精加工，上拉式作業(yè)與地面式安裝，適合自動(dòng)化連線。其技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)有：1)伺服驅(qū)動(dòng)與雙油缸同步運(yùn)行，油缸與拉削中心處同一直線,滿足大切削力需求;2)刀具與工件到位檢測技術(shù)，防止刀具碰撞損壞;3)預(yù)留MES接口。

　　圖2 雙缸上拉式立式內(nèi)拉床

　　該雙缸內(nèi)拉床額定拉力400kN，最大行程2000mm，提刀行程1400mm，拉削速度(分檔調(diào)速，按不同型號(hào))為1-6或1-7 m/min，返程速度(按不同型號(hào))為2-12或2-15m/min，適用拉刀長度1050-2100mm。

　　(3)輪盤榫槽加工五軸數(shù)控臥式側(cè)拉床LG6525ZX-4200

　　榫槽高速精密拉削加工一直是航空制造業(yè)中被世界公認(rèn)的技術(shù)難題之一，也是制約我國航空制造業(yè)發(fā)展的“卡脖子”技術(shù)之一。暢爾裝備重點(diǎn)展出的用于航空航天、燃?xì)廨啓C(jī)輪盤榫槽加工的五軸數(shù)控拉床，展示了中國拉床企業(yè)的研發(fā)實(shí)力。

　　圖3 輪盤榫槽加工五軸數(shù)控臥式側(cè)拉床

　　圖4 C型搖籃機(jī)構(gòu)及刀具部分

　　據(jù)了解，該產(chǎn)品為暢爾10余年持續(xù)研發(fā)攻關(guān)、自主研制的二代裝備，已交付國內(nèi)客戶使用，可滿足柔性化、高效、高精度的榫槽加工，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。該產(chǎn)品關(guān)鍵技術(shù)處于國際先進(jìn)行列，自主核心技術(shù)有：1)開發(fā)集成4個(gè)數(shù)控軸的C型搖籃機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)榫槽多種傾角的柔性加工，實(shí)現(xiàn)渦輪盤拉削位置的精確定位;2)研制了渦輪盤榫槽拉刀的自動(dòng)換刀裝置和儲(chǔ)運(yùn)裝置，實(shí)現(xiàn)粗拉刀、半精拉刀和精拉刀的自動(dòng)快速換裝;3)采用了快速換刀和換模裝置的零點(diǎn)定位系統(tǒng)。

　　2. 湖南南方機(jī)床有限公司

　　湖南南方在CIMT2021展出主要展品為數(shù)控螺旋立式內(nèi)拉床LK8920(圖5)，該機(jī)額定拉力200kN,額定行程2000mm，可用于高精度行星減速機(jī)、汽車自動(dòng)變速箱等部件螺旋齒和直齒工件的加工，其技術(shù)特點(diǎn)有：1)主結(jié)構(gòu)采用高對稱性設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌中心、驅(qū)動(dòng)中心、拉削中心5心共面;2)螺旋線拉削直線軸(XⅠ、XⅡ)+旋轉(zhuǎn)(C軸)采用了高精度光柵，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制;3)配置西門子828D數(shù)控系統(tǒng)軸;4)工件上下料處采用前后敞開式結(jié)構(gòu)，上下料方便(如圖6所示)。

　　圖5 數(shù)控螺旋立式內(nèi)拉床

　　圖6 上下料位前后敞開式結(jié)構(gòu)

　　3. 長沙思勝智能設(shè)備有限公司

　　長沙思勝重點(diǎn)展出了伺服端面齒自動(dòng)化拉床。這是一款專門用于加工小型和大型汽車、卡車的傳動(dòng)軸銜接端部齒型(例如凸緣、凸緣叉、貫通軸等產(chǎn)品)的設(shè)備。

　　該產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)有：1)采用側(cè)拉方式，輔助動(dòng)作僅有移動(dòng)臺(tái)送進(jìn)，保證了重復(fù)定位精度，2)配置了視覺檢測系統(tǒng)，工件無序擺放，通過相機(jī)拍照定位，可將雜亂擺放的工件，通過機(jī)器人精準(zhǔn)抓取并完成上下料;3)機(jī)床采用伺服傳動(dòng)，夾具自動(dòng)分度完成端面齒工件的二刀拉削。

　　圖7 伺服端面齒自動(dòng)化拉床展會(huì)現(xiàn)場圖

　　圖8 相機(jī)拍照技術(shù)

　　圖9 機(jī)器人自動(dòng)抓料

　　該機(jī)最大拉削速度8m/min，返程速度18m/min，角向精度≤0.04 mm，加工節(jié)拍≤65s/件。

　　4. 德國弗斯特技術(shù)有限及兩合公司

　　弗斯特(Forst Technologie GmbH&Co.，KG)在生產(chǎn)拉銑器械、拉銑工具等領(lǐng)域有超過100年的歷史，在行業(yè)內(nèi)代表著最高質(zhì)量。此次展會(huì)上，F(xiàn)orst主要通過視頻展示了航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)和燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)的榫槽加工拉床，以及加工內(nèi)廓和外廓立式和臥式拉床加工工藝。

　　圖10 德國弗斯特展會(huì)現(xiàn)場

　　二、拉床技術(shù)發(fā)展趨勢

　　受疫情的影響，CIMT2021展會(huì)拉床參展商及展品較2019年有所減少，但展品更側(cè)重于品質(zhì)穩(wěn)定、綠色環(huán)保、智能化、數(shù)字化等特點(diǎn)，為客戶提供多元化解決方案成為主流趨勢。

　　1. 大重型、長行程拉床是未來研發(fā)方向

　　航空航天、國防建設(shè)等領(lǐng)域的核心零部件加工均需要大型、重型、長行程、精密、多軸、高速、高效的拉床，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)輪盤榫槽加工高速拉床、膛線拉床等。此類高端拉床，國內(nèi)用戶企業(yè)基本還需要大量從國外進(jìn)口。近年來，我國裝備制造廠商經(jīng)努力追趕，已取得了一定的成績，但與先進(jìn)國家相比，仍有一段距離。隨著全球工業(yè)制造業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，尤其是在航空航天、海洋工程、國防建設(shè)等重點(diǎn)工業(yè)領(lǐng)域的拉動(dòng)下，大型、重型、長行程的精密拉削裝備必然成為未來幾年市場需求的重點(diǎn)，裝備制造商也將加大在此領(lǐng)域的研發(fā)。

　　2. 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用成為大趨勢

　　數(shù)控技術(shù)是發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)最基礎(chǔ)的技術(shù)，是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。CIMT2021展會(huì)上，拉床產(chǎn)品大多采用了數(shù)控技術(shù)，此類拉床具有占地空間小、無液壓系統(tǒng)、地面操作、無需挖地坑等特點(diǎn)。目前我國針對拉床數(shù)控產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造正處于從學(xué)習(xí)、模仿走向自主開發(fā)、自主創(chuàng)新的階段，對于拉床數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握和創(chuàng)新能力均還需要提高。

　　隨著我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的不斷深化，面向汽車、航天航空、國防工業(yè)等領(lǐng)域的數(shù)字化是現(xiàn)代機(jī)床發(fā)展的大趨勢

　　3. 遠(yuǎn)程監(jiān)控和運(yùn)維技術(shù)提升產(chǎn)品競爭力

　　隨著傳感器在機(jī)床上的運(yùn)用，產(chǎn)品具有了實(shí)時(shí)監(jiān)控、緊盯關(guān)鍵環(huán)節(jié)、提早發(fā)現(xiàn)潛在問題等功能，可幫助用戶及時(shí)找到問題的解決方法，避免設(shè)備停機(jī)，有效實(shí)現(xiàn)多個(gè)閉環(huán)管理，杜絕無謂的浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)對拉床整個(gè)生命周期監(jiān)測管理的遠(yuǎn)程監(jiān)控和運(yùn)維。通過運(yùn)用運(yùn)維技術(shù)，將后期產(chǎn)品的制造和運(yùn)營維護(hù)的需求融入至早期的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，形成設(shè)計(jì)改進(jìn)的智能閉環(huán)，有助于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)維的無縫集成。如此將大大提升產(chǎn)品的競爭力，助力企業(yè)獲得更多市場，這已成為未來幾年的研發(fā)重點(diǎn)。

　　4. 高效自動(dòng)化生產(chǎn)線是“黑燈工廠”的關(guān)鍵

　　“黑燈工廠”是“機(jī)器換人”的全面升級，越來越多領(lǐng)域的工業(yè)生產(chǎn)制造商都提出了“黑燈工廠”的要求，AGV運(yùn)送、自動(dòng)化拆垛堆垛、機(jī)械手自動(dòng)換模、機(jī)器人上下料、在線檢測……，等等，用成套的高效、高可靠性、高自動(dòng)化和柔性化的機(jī)器人集成生產(chǎn)線，替代傳統(tǒng)的流水線作業(yè)，是“黑燈工廠”運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。這將倒逼企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)環(huán)節(jié)不但要涵蓋拉床的拉削技術(shù)，還要理解和熟識(shí)拉床的前端、后端制造工藝，為客戶提供一站式解決方案。

　　三、拉床應(yīng)用領(lǐng)域拓展

　　拉床是不被大多數(shù)人熟知的機(jī)床類別，且市場份額相對較小，但拉床具有高效和高精的特點(diǎn)，拉削工藝可以替代銑削、磨削、刨削等加工工藝，適用于大批量、多品種的生產(chǎn)。拉床在早期主要用于汽車領(lǐng)域的核心零部件加工，汽車工業(yè)是機(jī)床行業(yè)最重要的用戶領(lǐng)域，約有50%以上的機(jī)床銷往汽車制造企業(yè)。

　　近年來，汽車行業(yè)增速放緩，但隨著我國西部大開發(fā)、軌道交通和城鎮(zhèn)化建設(shè)的深入推進(jìn)，拉床的應(yīng)用市場得以進(jìn)一步拓展。一方面是家用電器中的空調(diào)四通閥、壓縮機(jī)氣缸等零件的加工轉(zhuǎn)向拉削工藝，另一方面是工程機(jī)械中挖掘機(jī)、起重機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等零部件可以通過拉床實(shí)現(xiàn)大批量、高效率加工。

　　作為工業(yè)母機(jī)，航空航天、船舶艦艇、核工業(yè)、發(fā)電設(shè)備等多種領(lǐng)域都需要高檔高性能的拉床參與生產(chǎn)，國內(nèi)拉床制造商正加快步伐追趕國際前沿技術(shù)，研制國產(chǎn)化高精尖拉床，推動(dòng)我國重點(diǎn)領(lǐng)域的核心零部件拉削裝備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　中國國際機(jī)床展覽會(huì)(CIMT)是觀察、研究、對接中國機(jī)床工具消費(fèi)市場的最佳窗口和平臺(tái)，在機(jī)床企業(yè)和用戶間搭建了充分有效的貿(mào)易和交流平臺(tái)，給專業(yè)觀眾呈送了一場超能量的盛宴。