我国五轴联动数控机床行业发展进展及典型企业产品分析

——我国数控机床行业经历了50年的漫长发展历程，在国外的长期封锁中艰难前行。1999 年在被誉为机床行业风向标的CIMT 展会上，我国首次展示出3台五轴联动数控机床；CIMT2001展会上，北京第一机床厂和桂林机床股份有限公司分别展出了主轴转速 10000r/min 的五轴高速龙门加工中心。

为改善经济发展中急需的高档数控机床依赖进口的局面，2009 年我国启动了“高档数控机床与基础制造装备” 国家科技重大专项（04 专项），以航空航天、军工、船舶等高端制造业为主要用户，在紧密结合用户需求的基础上，一大批数控机床关键制造技术得到突破，多种结构的国产五轴联动及复合加工机床实现了在用户生产现场的小批量应用，广泛用于飞机结构件、大型水轮机叶片等多种复杂零件的加工，加工材料涵盖了铝合金、钛合金、不锈钢、复合材料等。

2016年1月科技部公布了04专项七年阶段性进展；

多通道、多轴联动等先进数控系统关键技术指标已基本达到国际主流系统技术水平。部分品牌国产高档数控系统可靠性已达1万小时以上，和国际先进产品水平相当。在国防军工企业中实现了国产高档数控系统零的突破，仅沈飞公司一家已有30余台国产数控系统投入实际生产使用。高档数控系统累计销售 700余套，国内市场占有率由专项启动前的不足1%提高到了3%以上。

航空制造装备领域关键制造装备实现重大突破。在成飞、沈飞等代表性企业，目前已有六类 30 余台国产五轴联动机床投入实际生产，龙门及卧式五轴加工中心等重点装备在新型战机制造中得到了应用验证，为军机跨代发展和大飞机研制提供了强有力的保障。

航天制造装备领域初步满足重点型号产品的生产需求。五轴立式铣车复合加工中心等大型、特种制造装备得到示范应用，摆脱国外技术封锁的束缚，保障了新一代航天产品制造的安全性。建立了首条采用国产加工中心和数控车削中心的生产示范线，应用到新一代运载火箭、对接机构等 100 余种、10000 余件关键复杂零部件的加工，为国家重大战略需求的航天产品的研制生产提供了装备能力与制造技术保障。

——我国重点企业和代表产品：

1、济南二机床集团有限公司自行研制的 XKV27 系列五轴联动定梁龙门（双龙门）移动数控镗铣床，广泛适用于电机、船舶、潜艇、水泵、航空航天、汽车、机床工具等制造业中对各种叶片、螺旋桨、金属模具等大型复杂曲面精密工件的五轴联动数控加工。配备大扭矩机械式 A/C 双摆角数控万能铣头，工作台面宽度可达 5m，长度可达 40m，已在鞍钢重型机械有限责任公司、上海航天设备制造总厂应用。

济南二机床XKV27系列五轴联动定梁龙门移动数控镗铣床

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2、中航工业北京航空制造工程研究所的 G5 2560 ABJ 五坐标数控龙门铣床配备A/B 摆角式机械主轴头，适用于钛合金、合金钢等复杂飞机结构件加工，已在中航工业成飞等多家飞机制造企业应用。

中航工业五坐标数控龙门铣床

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3、五轴立式加工中心方面，以沈阳中捷的 VMC 25100U 和中航工业北京航空制造工程研究所的 V5 1030 ABJ 为代表的国产五坐标立式低速加工中心（A/B 摆角）已在中航工业成飞用于飞机钛合金零件加工，除部分指标及整机可靠性略低外，这两款机床的零件加工能力与 Rambaudi 公司的 1201 机床接近，基本满足钛合金航空结构件的五轴加工需求。

沈阳中捷VMC 25100U五轴立式加工中心

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大连机床 CHD-25 九轴五联动车铣复合中心，专为军工制造、航空航天而研制。该机床为模块化设计，可实现从两轴两联动到九轴五联动的自由组合。

大连机床 CHD-25 九轴五联动车铣复合中心

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2007 年齐二机床和清华大学联合研制出世界第一台 XNZ2430 新型重型龙门式五轴混联机床，具有完全自主知识产权。重点针对大型水轮机叶片的加工，该机结合了传统机床与并联机床的优点，具有五轴联动的功能，能够在一次装夹中完成五面加工。特别适用于加工带有复杂曲面形状的较大、较长类零件和叶片类零件，广泛用于国民经济各行各业，特别适用于国防、军工、航空航天、发电设备、模具制造等行业加工三维空间曲面的关键精密零件。

XNZ2430 新型重型龙门式五轴混联机床

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武汉重型机床集团 CKX5680 数控七轴五联动车铣复合加工机床，是国家高新技术研究发展计划(863 计划)项目。该项目主要由武重集团公司承担，华中科技大学国家数控系统工程技术研究中心和镇江船舶螺旋桨厂参与，产学研相结合共同研制完成的。该机床的最大加工直径达 8m、高度达 2m、工作台承重达100吨，不仅具有精密铣削加工螺旋桨叶面(包括重叠部分)的功能，而且还能利用车铣功能复合的特点，实现螺旋桨的一次装夹多表面的加工，大大提高我国舰艇用螺旋桨的加工质量。

武汉重型机床集团CKX5680数控七轴五联动车铣复合加工机床

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2013年由大连科德制造的高精度五轴立式机床首次出口德国。

连科德制造的高精度五轴立式机床首次出口德国

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4、数控系统方面，部分国产数控系统已配套五轴联动数控机床。04 专项通过设立国产数控系统成套装置研制课题，已初步解决了高档数控系统的多通道、多轴联动、RTCP、静态误差补偿等技术难题，开发了与数控系统配套的伺服驱动及电机等硬件，形成了系列化产品。典型如华中 8 型、广数GSK25i、沈阳高精 GJ400 数控系统等，已配套多台 04 专项支持的中高档数控机床，部分已投入实际现场应用。

华中数控8型CNC

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5、数控机床功能部件方面，在 04 专项支持下，国产功能部件已突破高速主轴、高速滚 珠丝杠、重载直线导轨、数控转台、刀库与机械手、A/C 双摆角数控铣头等研制。尤其是作为五轴联动数控机床关键功能部件的双摆角铣头，如济南第二机床集团研发的 A/C 双摆角数控万能铣头，可配备机械主轴和电主轴，其中机械主轴扭矩达 2200N•m，转速 1600r/min，电主轴扭矩73.8N•m，转速 24000r/min，这两类铣头已配备多种构型的数控机床。

济南第二机床研发的A/C双摆角数控万能铣头

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