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        CIMT2025部分主軸展品評述
        
									
        
						
        
							2025-07-21 13:42:40中國機床工具工業協會cmtba閱讀量：18657
							
								
								
								
								
								
								
							
							
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        　　【編者按】CIMT2025(第十九屆中國國際機床展覽會)于4月21-26日在北京隆重舉辦。展會之后，主辦方中國機床工具工業協會收到來自協會分會的展品評述文章，現部分編發供業界參考。文章觀點僅代表作者本人。
         
        　　在“十四五”規劃推動高端裝備制造發展、特別是強調高端數控機床核心技術的背景下，主軸作為機床關鍵功能部件之一，其技術突破是支撐我國制造業向高端化、智能化轉型升級的重要基礎。CIMT2025展會吸引了全球10多個國家和地區的60余家主軸功能部件企業參展，參展的主軸產品近300臺/套。
         
        　　本文重點關注滾動軸承支承的主軸展品，并對部分展品進行簡要評述。
         
        　　一、部分參展企業及展品情況
         
        　　1. GMN Paul Müller Industrie GmbH & Co. KG（GMN）成立于1908年，1932年開始生產制造磨削主軸，主要產品有手動換刀電主軸(磨削電主軸)、自動換刀電主軸(銑削電主軸)、精密軸承、單向離合器等。
         
        　　GMN展出了HCS 230i-30000/150自動換刀電主軸(銑削電主軸)，主軸安裝外徑Φ230mm，額定轉速17300r/min，最高轉速30000r/min，最大功率150kW(S1工作制)，最大扭矩82.8Nm(S1工作制)，刀具接口HSK-A63/80。該主軸采用GMN混合球軸承，油氣潤滑，電機溫度監測，軸承溫度監測。
         
        　　還展出了UH-X 150-50000/18手動換刀電主軸(磨削電主軸)，主軸安裝外徑Φ150mm，主軸內置同步電機，額定轉速43000r/min，最高轉速50000r/min，最大功率18kW(S1工作制)，具有高轉速、低振動、低噪音特點。
         
        　　2.KESSLER主軸公司成立于1923年，主要產品有銑削主軸、轉臺、主軸擺頭，以及各類電機等，產品廣泛應用于PCB鉆孔機、數控雕銑機、加工中心等。
         
        　　展出了V400-A10銑削電主軸，主軸安裝外徑Φ270mm，最高轉速10000r/min，功率50/70kW(S1/S6 40%)，扭矩400/560Nm(S1/S6 40%)，刀具接口HSK-A100。主軸冷卻方式為外部水冷，配備軸向熱伸長傳感器、模擬位移傳感器、振動傳感器等，應用領域涵蓋復合材料、醫療器械、汽車發動機、航空航天等。
         
        　　還展出了中型加強AC擺頭電主軸SMS 132.60-684.199，主軸內置同步電機，最高轉速7000r/min，功率52/73kW(S1/S6 40%)，采用油脂潤滑，水冷冷卻，具有高精度、高效率、運行平穩、體積小等特點。
         
        　　3.瑞士IBAG電主軸公司成立于1941年，并于1960年開始研發電主軸，產品應用領域廣泛，如微孔加工、精密雕刻、鏡面加工、鉆攻、各式加工中心、雙軸擺頭等。
         
        　　展出了HF45.10 A62雕銑電主軸，主軸安裝外徑Φ45mm，主軸內置異步電機，最高轉速60000r/min，功率0.75/0.975kW(S1/S6 40%)，扭矩0.119/0.155Nm(S1/S6 40%)，刀具接口HSK-E16。主軸采用陶瓷球角接觸軸承，主軸端面跳動/徑向跳動≤0.001mm。該電主軸廣泛用于精密鉆孔、銑削、雕刻等領域。
         
        　　4. 瑞士TDM公司是專門從事高頻主軸設計和制造的公司，主要產品有磨削用電主軸、靜壓電主軸、銑削電主軸、多功能工具等。展出了TH120.H40T.02.B銑削電主軸，安裝外徑Φ120mm，最高轉速40000r/min，功率13kW(S1工作制)，刀具接口HSK-A40。主軸內部設置有軸心冷卻結構，熱穩定性≤0.3μm(穩定時間20min)，可顯著提高零件加工質量。主軸可配置完整的振動傳感器、軸向熱伸長傳感器、軸承溫度傳感器、位置傳感器等，可實時監測主軸加工狀態。
         
        　　還展出了靜壓磨削電主軸LK100-200-00，最高轉速200000r/min，功率1.7kW(S1工作制)，具有超高的旋轉精度、高剛度和負載能力，抗振動性和熱穩定性俱佳。
         
        　　5. FISCHER(飛速)集團成立于1939年，產品涵蓋銑削、磨削和鉆削三大類別。旗下擁有瑞士FISCHER、德國Precise等多個品牌。
         
        　　本次展出了MFW-2715/20 HSK-A100銑削電主軸，主軸安裝外徑Φ275mm，主軸內置同步電機，功率200/250kW(S1/S6 40%)，扭矩140/176Nm(S1/S6 40%)，刀具接口HSK-A100，主軸采用油氣潤滑。該主軸結構緊湊、精度高、功率大，可實現快速金屬切削，特別適合飛機結構件、機身等航空航天鋁型材的加工。
         
        　　還展出了銑削電主軸MFW-1220/45/8 CSC VC HSK-E40，主軸安裝外徑Φ120mm，主軸內置異步電機，最高轉速45000r/min，功率11/13.8kW(S1/S6 40%)，扭矩5.5/6.9Nm(S1/S6 40%)，刀具接口HSK-E40，特別適合光學模具零件加工。
         
        　　6.廣州市昊志機電股份有限公司成立于2006年，產品涵蓋電主軸、轉臺、伺服電機等核心功能部件，產品應用于數控機床、工業機器人及新能源汽車領域。
         
        　　展出加工中心電主軸DGZYX-15024/25-HSK，安裝外徑Φ150mm，主軸內置同步電機，最高轉速24000r/min，功率25/37.5kW(S1/S6 40%)，扭矩41/63Nm(S1/S6 40%)，刀具接口HSK-A63。該主軸使用昊志自研的創新拉刀機構，主軸內部設置有軸心冷卻結構，主軸熱伸長量僅為常規主軸的1/4，穩定時間僅需3min，適用于大型模具、汽車零件、民用航空零件等的加工。
         
        　　7. 洛陽軸承研究所有限公司成立于1958年，是集主軸研發、生產為一體的科技型企業。其自行研發的高速電主軸已形成8大類、15個系列、100多個品種。
         
        　　展出的典型展品也磨削電主軸170MD24Y32A，主軸安裝外徑Φ170mm，最高轉速24000r/min，功率32kW(S1工作制)，扭矩17Nm(S1工作制)，工具接口為ZYS標準配合孔Φ36-M36×2，主軸端面跳動/徑向跳動≤0.001mm，其最大特點是高剛度、大功率，較上一代產品顯著提升，廣泛應用于精密軸承內徑磨削、溝道磨削、精密齒輪磨削、輪轂軸承單元磨削等高剛度加工領域。
         
        　　展出的100MD90Y3A磨削電主軸，安裝外徑Φ100mm，最高轉速90000r/min，功率3kW(S1工作制)，主軸端面跳動/徑向跳動≤0.001mm，廣泛應用于精密軸承內徑磨削、溝道磨削、螺紋磨削，兼顧軸承試驗機等高轉速加工領域。
         
        　　8.江蘇星晨高速電機有限公司成立于2004年，是專注主軸研發、設計、生產的高科技公司。展出的銑削電主軸SDTS230-12BF-A100，主軸安裝外徑Φ230mm，主軸內置同步電機，最高轉速12000r/min，額定功率50kW(S1工作制)，額定扭矩146Nm(S1工作制)，刀具接口HSK-A100。主軸可選裝溫度傳感器實時監測，熱伸長量可控制在<5μm。其刀具中心出水與前端環噴功能可有效降低切削溫度，滿足高精度、高效率的加工需求。
         
        　　9. 深圳市愛貝科精密工業股份有限公司成立于2013年，主要產品有電主軸和機械主軸。展出的ABG0154O2L-H100.M.EG4(C)銑削電主軸，主軸安裝外徑Φ230mm，主軸內置同步電機，最高轉速10000r/min，額定功率54kW(S1工作制)，額定扭矩200Nm(S1工作制)，刀具接口HSK-A100。主軸端面采用愛貝科獨特的凸臺設計，藏污能力強，有效保證重復裝夾精度，廣泛應用于加工中心及擺頭等。
         
        　　還展出了銑削電主軸ABG0215O3L-BBT40，安裝外徑Φ150mm，最高轉速16000r/min，額定功率15kW(S1工作制)，額定扭矩43Nm(S1工作制)，刀具接口BBT40，具有低熱伸長、高剛性等特點。
         
        　　10.釸達精密股份有限公司成立于2005年，展出銑削電主軸THGS-240.03 HSK-E80，主軸安裝外徑Φ240mm，最高轉速3600r/min，功率6.6/8.6kW(S1/S6 40%)，扭矩42/55Nm(S1/S6 40%)，刀具接口HSK-E80。主軸可選裝AE傳感器、平衡系統、振動傳感器、位移傳感器等，滿足高速銑削、外圓研磨、平面研磨、內孔研磨等應用。
         
        　　11. 矩將科技有限公司展出M3-LMSN銑削電主軸，主軸安裝外徑Φ120mm，最高轉速30000r/min，功率8.2kW(S1工作制)，刀具接口BT30/ISO30。在主軸零件加工過程進行頻譜測量，以確保主軸運轉特性、組裝品質及較好的回轉精度。適用于模具及高精度加工領域。
         
        　　二、行業現狀與差距分析
         
        　　1．行業現狀
         
        　　境外研發制造高速電主軸的企業主要有德國的GMN、KESSLER，瑞士的FISCHER、IBAG，意大利的GAMFIOR、OMLAT，英國的Westwind、ABL，以及美國的SETCO等公司，它們代表了該領域的世界先進水平。日本的電主軸產業較為成熟，以OKUMA(大隈)和TOYO(東佑達)等企業為代表，產品線齊全且性價比較高。
         
        　　境內電主軸產業在洛陽軸承研究所、無錫開源、安陽萊必泰等老牌企業基礎上，又涌現出了廣州昊志、江蘇星晨、無錫博華、深圳愛貝科等電主軸專業生產企業。中國臺灣地區也聚集了普森、羅翌、釸達、普惠等代表性電主軸企業。此外，大連機床、科德數控、北京精雕、北京超同步等實力較強的主機廠也紛紛布局電主軸領域，共同推動著行業的蓬勃發展與技術創新活力。
         
        　　2．技術差距分析
         
        　　（1）主軸最高轉速
         
        　　以主軸刀具接口HSK-A63的同尺寸量產銑削電主軸為例：
         
        　　境外主軸知名企業如GMN公司的HCS 230i-30000/150主軸(最大功率150kW，S1工作制)和FISCHER公司MFW-2318/30主軸(最大功率125kW，S1工作制)的最高轉速為30000r/min。
         
        　　境內主軸代表企業如廣州昊志公司DGZX-21020/25-HSK主軸(最大功率25kW，S1工作制)和深圳愛貝科公司ABG0125O5-H63.A.EG2(C)主軸(最大功率25kW，S1工作制)的最高轉速都不超過20000r/min。
         
        　　最高轉速的差距關鍵在于：精密軸系設計與制造；高功率密度電機設計；主軸精密裝配與調試。
         
        　　（2）主軸精度
         
        　　電主軸的靜態精度是其動態旋轉精度的基礎，直接影響加工過程中刀具(或工件)的旋轉軌跡精度，進而對加工零件的形狀精度(如圓度、圓柱度)和尺寸精度產生顯著影響。
         
        　　本屆展會展出的境內主軸展品的靜態精度有顯著提升，例如：
         
        　　北京精雕公司展出的電主軸(刀具接口HSK-A50，最高轉速20000r/min，功率14/18kW(S1/S6)，扭矩16.5/21.5Nm(S1/S6))，經現場測試，其近端徑向跳動僅0.9μm，遠端(300mm處)徑向跳動為1.2μm。這一指標遠高于行業標準(JB/T 10801.2-2007《電主軸 第2部分：加工中心用電主軸 技術條件》精密級要求的近端3μm、遠端8μm)。
         
        　　洛陽軸承研究所有限公司展出的新一代磨削用電主軸，其靜態精度(端面跳動/徑向跳動)最高可達0.3μm。
         
        　　這反映了境內主軸功能部件廠家在加工制造及裝配調試水平上的持續進步，主軸在靜態精度方面與國際知名品牌的差距明顯縮小。然而，在主軸精度保持性方面，國產產品與國際先進水平仍存在差距，具體體現在：(1)材料基礎(材料成分及均勻性)；(2)熱處理工藝(微觀組織及殘余應力)；(3)裝配精度與一致性(軸承的選配及預緊力的精確施加、關鍵配合面的幾何精度與表面質量、轉子系統動平衡精度)；(4)調試與驗證水平(調試策略、測試方法完善程度，精度衰減預測與補償)。這些環節環環相扣，任一方面的短板都可能成為制約主軸在長期、嚴苛工況下維持高精度的瓶頸。
         
        　　(3)主軸熱伸長
         
        　　主軸熱伸長在機床運行中極其重要，因為它顯著地影響加工精度和零件質量，是制約高精度加工的關鍵因素之一。
         
        　　境內外主軸企業在本屆展會動態展示的先進熱伸長控制技術及其精密控制成果(如超低熱伸長、快速熱穩定)，是主軸展區的一大亮點，突出表現為：
         
        　　國外主軸知名企業如瑞士FISCHER公司MFW-1220/45/8 CSC VC HSK-E40主軸搭配飛速軸心冷卻技術，軸向熱伸長能控制更好；瑞士TDM公司TH120.H40T.02.B主軸內部設置有軸心冷卻結構，熱穩定性≤0.3μm(穩定時間20min)，可顯著提高零件加工質量。
         
        　　國內主軸代表企業如廣州昊志公司DGZYX-15024/25-HSK主軸內部設置有軸芯冷卻結構，主軸熱伸長量僅為常規主軸的1/4，穩定時間僅需3min，加工效率提升75%；深圳市愛貝科公司的ABG0215O3L-BBT40主軸具備中心出水功能，全熱伸長15μm，主軸具有低熱伸長、高剛性等特點；江蘇星晨公司的SDTS230-12BF-A100主軸可選裝溫度傳感器實時監測，熱伸長量可控制在<5μm。
         
        　　雖然國內主軸企業在熱伸長控制方面取得顯著成效，但在系統性能力(抑制設計、監測傳感、補償算法)上仍與國際領先水平存在差距。
         
        　　（4）智能化與集成化
         
        　　主軸的自動化控制已是當前機床的標準配置，這使得數控機床系統能夠實現數字化操作。智能化是當下先進主軸的顯著特點，它可以實時反映主軸狀況并感知其運行情況。
         
        　　本屆展會上，主軸展品普遍具備動態實時監測功能，相關傳感器(如主軸電機溫度傳感器、軸承溫度傳感器、主軸熱伸長傳感器、振動傳感器)或已標配，或為可選裝項，旨在實現主軸的智能化控制。然而，國內主軸企業與國外知名企業相比仍存在顯著差距，主要體現在兩方面：
         
        　　核心硬件依賴：為獲取高精度檢測數據，國內企業通常依賴進口高端傳感器，缺乏自主可控的核心硬件支撐。
         
        　　數據處理與應用短板：在獲取主軸動態數據后的軟件處理與分析應用方面，差距明顯。國外領先企業已布局成熟的自主系統，例如德國GMN開發的IDEA-4S主軸監測電子系統，可有效采集和評估主軸參數；瑞士FISCHER的主軸智能監測系統，能實現工況監測診斷及剩余壽命估算。相比之下，國內企業在電主軸智能化領域雖有一定研究進展，但成熟的商業化產品仍較為匱乏。期待國內企業能加速研發步伐，盡快在主軸智能化技術及智能化主軸產品開發上取得更大突破。
         
        　　總之，國產電主軸行業正以創新驅動突破技術壁壘，在主軸精度、熱伸長控制等關鍵性能上實現顯著提升。然而，在材料基礎、智能化集成及動態精度保持性等方面，仍需持續攻堅。期待行業聚焦關鍵技術，強化全產業鏈協同，共同推動國產主軸功能部件向更高性能、更可靠的方向發展，提升整體競爭力。
         
        　　來源：協會主軸分會(洛陽軸研所 李東亞)
        
				
        
								
				
        
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