雙主軸車床技術及發展方向分析

向 良

（佛山市名將自動化設備有限公司，佛山 528300）

近年來，隨著我國工業的快速發展，人們對車床功能及種類的需求越來越高，推動了我國車床行業的不斷發展。雖然我國的車床生產水平已經有了明顯提高，但是從整體上來看，要想達到發達國家的車床生產技術依然需要進行大量的研究。雙主軸車床與主軸車床相比，具有應用廣泛、生產精度高等優勢，是當前我國工業生產中的重要應用技術?；诖?，分析雙主軸車床的相關技術及其應用現狀，研究未來雙主軸車床技術的發展方向，對于推動我國工業生產力具有重要意義。

1 雙主軸車床概述

雙主軸車床作為常見的數控車床，具有應用效率高、生產精度優良等優點，對相關工業生產起著重要的促進作用。為了進一步提高企業的生產效率，為企業帶來更多的競爭優勢，滿足當前需求市場對產品多樣化和高質量化的要求，必須加深對雙主軸車床的了解。雙主軸車床擁有兩個主軸，能夠同時進行兩種不同形式的生產加工。在實際工業生產中，應用雙主軸技術能夠完成合作加工、同時加工和順序交替加工等任務[1]。標準的雙主軸車床順著車床的主軸中心線布置，能夠保證其在生產加工中高效、穩定、秩序化運行。為了適應各種生產條件，雙主軸車床可以靈活調整主軸高度，還可以為主軸配備多種夾具。隨著信息技術的不斷發展，部分生產領域的雙主軸車床已經實現了系統的自動化控制，具有高效的工業生產能力。

2 應用原理及應用意義

雙主軸車床的兩個主軸共同工作，不同的主軸獨立完成不同的生產要求。在具體生產中，一側主軸負責車削外圓、內外螺紋、內孔等生產加工工作，另一側主軸用于倒角、鉸孔、鉆孔、車削等加工。通過一定的命令規則，可以改變主軸的轉動方式，實現雙主軸車床中兩個主軸的分工或合作轉動。雙主軸車床主要由床身、主軸系統、刀架系統、液壓系統和控制系統等部分組成。車床床身是承擔整個車床零部件重量并提供生產安裝工作臺的重要部件[2]，床身材料為硬度較高的鑄鐵等，具有極強的穩定性。主軸系統的零部件包括主軸箱、驅動電機、軸承、主軸主體等。為了滿足實際應用中的高精度和高效率生產要求，主軸系統一般為水冷主軸。刀架系統主要由各個方位的刀架和伺服系統組成，是雙主軸車床中進行不同種類車刀操作的重要部分，決定著復雜生產零件的加工效率與質量。液壓系統和控制系統主要由控制元件和液壓零部件組成，是進行液壓和控制操作指令的關鍵系統。

雙主軸車床在工業生產中具有極強的應用優勢。首先，雙主軸車床能夠在同一時間處理兩種不同的加工工序，進一步提高了生產效率，降低了生產成本。其次，雙主軸車床兩個主軸的控制系統具有高精度和高運行效率等特征，能夠生產與加工復雜的材料。再次，雙主軸車床的控制系統為數控系統，具有操作簡單、功能多樣等優勢。最后，雙主軸車床在加工中能夠有效滿足不同形狀材料的加工，具有極為廣泛的應用范圍，目前已經應用于汽車行業的零部件加工、機械制造行業的模具制造、航天航空用品制造、電子光學、儀器儀表、醫療器械、電子通信等方面[3]。

3 雙主軸車床應用現狀

3.1 技術創新力度不足

目前，我國的雙主軸車床核心技術研發力度不足，一些重要的功能部件及控制系統對國外進口依賴性較強。盡管近年來部分國內生產商已經研發出自己的產品，但是我國雙主軸車床的性能仍然與國外存在較大的水平差異。部分制造商通過引進先進技術，并購重組等方式掌握了先進的雙主軸車床控制技術，但是在可靠度、生產精度和人性化功能等方面還缺乏一定研究力度，并沒有認識到加大雙主軸車床技術投入力度的重要性。

3.2 生產工藝管理水平較低

部分國產雙主軸車床生產廠家并沒有提升車床的整體制造工藝，主要的生產和加工工具仍為傳統低效率模具，設備的裝備、調試及運維等工作過于依賴人工，一旦生產工期緊張，就會影響加工質量。在生產管理方面，我國部分生產制造商依舊采用傳統的手工記賬與管理方式，管理水平較低，對生產周期的控制效率不高。

3.3 不重視雙主軸車床售后服務

雙主軸車床具有廣泛的應用前景，但是國產雙主軸車床的市場占有率較低。究其原因是部分雙主軸車床制造商只重視短期利益，沒有全方面提高綜合服務水平，售后服務較差，無法高效指導用戶使用雙主軸車床。同時，對生產所需的加工工具等了解不深，不能及時有效解決用戶在生產操作中遇到的問題，導致用戶失去對國產雙主軸車床的信任度。這就要求生產廠商必須充分分析雙主軸車床的生產加工類型和加工質量等，并加強設備售后服務，提高售后服務人員的專業化水平，打造良好的國內雙主軸車床品牌。

3.4 雙主軸車床穩定性不夠

近年來，隨著社會的不斷發展，我國雙主軸車床生產應用規模逐漸擴大，其加工質量逐漸提高，對車床加工的穩定性和安全性要求也越來越高。但是，當前我國雙主軸車床在實際應用中的整體工作效率不高，車床穩定性不足，嚴重制約著機械制造業的發展。

4 雙主軸車床發展方向

4.1 生產自動化發展

目前，我國的工業生產已經逐漸向智慧化、智能化的方向發展，加強車床自動化水平的研究成為提高工業生產效率的重要手段。雙主軸機床作為重要的工業生產設備，其自動化水平到廣大生產企業的重視?；诖?，要想保證雙主軸車床的生產應用符合當前工業發展以及我國工業化建設需要，必須進一步提高雙主軸車床的生產自動化水平，提高零件生產加工穩定性和加工效率[4]。例如，為了提升雙主軸車床生產穩定性，實現雙主軸車床的大批量自動化生產，借助自動化技術實現雙主軸車床合理自動上下料。

4.2 車床床身穩定性發展

雙主軸車床的床身是生產構件的重要部件，承擔著整個車床總質量的30%，對雙主軸車床生產和工作穩定性與高效性有著極其重要的意義。同時，床身本身的強度及其在生產中的振動頻率與雙主軸車床的加工質量關聯性極大。因此，要想推動雙主軸車床技術發展，需要優化車床床身穩定性，以提升設備生產質量，減少在產品樣品制造中出現的材料消耗等現象，進一步降低生產成本，降低設備維修頻率，縮短產品設計和生產周期。在維持一定床身結構組織的前提下，應盡可能減輕床身質量，可以在床身下部安裝加筋板，減輕因車床運行產生的振動摩擦，避免床身工作臺受到磨損。

4.3 生產精確度發展

和單主軸車床相比，雙主軸車床對生產精度控制的要求更高。為了推動車床制造的穩定持續發展，拓寬雙主軸車床應用領域，必須進一步提高雙主軸車床的應用精度。我國對數控系統的精度制定了明確的標準，要求車床精度必須達到《數控立式卡盤車床精度檢驗》（GB/T 9895.1—1999）的標準。但是，在設置雙主軸車床時，兩個主軸為同一個底座，很難按照標準要求將兩個主軸控制在統一直線上，導致零部件精度不能符合預期要求，不利于提高加工效率。近年來，社會生產對雙主軸車床零件的生產精度要求越來越高，雙主軸車床要想拓寬應用領域，必須采取有效措施提升雙主軸車床生產精度。例如，結合雙主軸車床的實際運行情況以及主要生產需求改造主軸底座，通過一定的系統運行規則使兩個主軸始終處于正確位置，進而提升生產精度。

4.4 生產控制智能化

近年來，人工智能、大數據技術等的飛速發展為雙主軸車床生產的柔性化、自動化提供技術支撐。雙主軸車床要想提高應用效率，必須從4 個方面提高智能化水平。首先，利用智能化技術設備檢測雙主軸車床生產加工中切削環節、主軸及電機設備的各方面信息，智能識別加工條件，結合人工智能算法識別生產中各個零部件的具體情況，提升生產加工操作對環境條件的適應性。例如，以道具的受力磨損、車床生產加工穩定性等狀態作為智能化調整各個生產加工參數的重要依據，保證設備始終處于最佳狀態，維持良好的生產運行穩定性。其次，應用智能模型獲取雙主軸車床的生產加工參數，通過雙主軸車床效率，優化車床生產工藝，縮短車床加工時間。再次，對生產故障進行智能化診斷與修復，結合智能化手段快速定位生產故障。最后，對生產過程中出現的故障進行智能記錄與回放，復盤車床應用中出現的事故與錯誤，明確錯誤產生原因并找出解決方法，提高故障解決效率的同時方便技術人員研究學習解決策略。

4.5 高柔性化發展

高柔性化主要指雙主軸車床在生產中對生產加工產品的適應性，能夠結合實際生產情況進行參數及生產模式的調整[5]。將車床和數控技術相結合，提高車床柔性化已經成為雙主軸車床的重要發展方向。雙主軸車床的柔性化生產發展方向主要包括兩個方面，一方面是建立生產模具，提高車床各方面的生產功能，有效滿足用戶對多種生產內容的需要；另一方面是在車床數控系統中引入群控系統，調整優化生產狀況、生產物料和生產信息等，保證車床加工能夠有效滿足各類生產要求，實現生產加工的柔性化管理目標。此外，當前的雙主軸車床生產中一定程度上存在生產效率低下、車床類型多、閑置度高、人工消耗量大等問題。為了提升雙主軸車床的柔性化，結合雙主軸車床加工生產特點，部分技術專家提出柔性快換工裝的方式，以維持車床生產加工精度，降低車床生產磨損率，有效提高生產效率。

4.6 技術不斷優化

與國外雙主軸車床生產發展相比，當前我國的雙主軸車床在生產效率、加工速度與加工質量等方面依舊存在一定的不足。隨著社會的發展，人們對機械加工制造業需求的不斷增大，對雙主軸車床生產技術及生產水平的要求也越來越高。在此背景下，雙主軸車床生產技術要想得到持續優化，必須加強與國外雙主軸車床生產技術與理論的溝通，彌補自身在生產制造與管理等方面的不足。目前，我國的車床研發部門已經認識到雙主軸車床的應用優勢與未來發展潛力，積極采用先進的生產研發技術，并不斷進行技術創新，為雙主軸車床生產技術與管理模式朝著高水平、高精度方向發展奠定良好的基礎。

4.7 綠色環保性

近年來，世界經濟發展的同時帶來一定程度的能源危機，能源問題已經成為制約生產發展的重大難題。人們對綠色環保的重視度越來越高，研究雙主軸車床制造、應用、維護及處理全過程的綠色環保性，是未來雙主軸車床廣泛發展與應用的重要趨勢。實現雙主軸車床的環保性能主要從切削工藝、機械制造工藝等方面開展，這要求我國的車床研究中心必須不斷研究節能環保型車床，推動未來雙主軸車床生產工藝的綠色化，不斷提高雙主軸車床的市場占有率。

5 結語

目前，我國的雙主軸車床技術已經取得了一定進步，在制造業及各類生產與加工企業中具有一定的應用規模。在具體生產中，為了提升國產雙主軸車床質量，擴大市場份額，需要不斷對其進行技術創新，同時優化生產工藝，提高生產管理水平。在新的社會發展背景下，各類生產和生活對零部件和配件工具的精度有了更高要求。雙主軸車床不僅要保持原有的生產優勢，還要結合大數據、信息技術等不斷提高設備的自動化、智能化水平，優化車床床身的穩定性，提升車床生產精度，實現雙主軸車床的高柔性化發展，進一步提高我國制造加工業的生產水平，推動工業生產建設和可持續發展。