第十五届中国国际模具技术和设备展览会现代模具制造技术及设备评述

第十五届中国国际模展模具评定评述专家组

第十五届中国国际模具技术和设备展览会现代模具制造技术及设备评述

第十五届中国国际模展模具评定评述专家组

对第十五届中国国际模具技术和设备展览会上展出的模具制造技术及关键设备、检测仪器及刀具等进行评述，介绍了现代模具制造技术及设备的新工艺、新技术、新产品。

数控特种加工机床；加工中心和高速铣；数控磨床；测量仪器；刀具

第十五届中国国际模具技术和设备展览会（DMC2014）于2014年6月4日至7日在上海新国际博览中心举办。本届展会规模空前，展出面积超过80 000平方米，来自15个国家和地区的1500家机床和模具厂商参展。模具加工技术及设备是这次展会的重点，各类机床和检测设备的国内外知名厂商悉数到会。DMC2014是展示国内外模具、模具制造技术及设备的重要舞台，也是国内外同行开展交流和经贸活动的高层平台。

1 数控特种加工机床

数控特种加工机床种类较多，用于模具加工制造的主要有：各类数控电火花加工机床、数控激光（复合）加工机床、模具增材制造（3D打印）技术及设备等。

1.1 数控电火花加工机床

数控电火花加工机床是模具加工的关键设备，在本届展会上，国外厂商主要参展展品有：瑞士阿奇夏米尔公司的FORM200数控电火花成形机床，CUT2000S单向走丝电火花线切割机床；日本沙迪克公司的AD30LS、AG40L、AG60L数控电火花成形机床，SL400G、AP250LS单向走丝电火花线切割机床；日本三菱电机公司的EA8S数控电火花成形机床，MX600、MV1200R、MV1200S单向走丝电火花线切割机床；日本牧野公司的EDAF2、EDNC85W数控电火花成形机床，U3、U6H.E.A.T单向走丝电火花线切割机床；韩国大韩EDM公司的DH433 ATC800 CNC双头、TURBO.E.D.M 2500CNC多头组合式数控电火花成形机床；德国欧吉索公司的GANTRY450C数控电火花成形机床等。合资企业北京阿奇夏米尔公司展出了FORM X系列数控电火花成形机床，CA系列单向走丝电火花线切割机床，FW系列往复走丝电火花线切割机床。台湾地区企业台湾美溪公司展出了浸水式单向走丝电火花线切割机床。内资企业中，苏州电加工机床研究所展出了DK7632，苏州三光科技股份有限公司展出了LA系列单向走丝电火花线切割机床；多次切割往复走丝电火花线切割机床展出的单位和品种较多，参展单位主要有苏州三光科技股份有限公司、苏州宝玛数控设备有限公司、苏州新火花机床有限公司、江苏冬庆数控机床有限公司、江苏三星机械制造有限公司、泰州市江洲数控机床制造有限公司、上海大量电子设备有限公司、上海特略精密数控机床有限公司等；参展的数控电火花成形机床不多，上海汉霸机电有限公司展出了一台六轴数控多轴联动的数控电火花成形机床，东莞市欧米隆精密机械有限公司展出了ST1600双头数控电火花成形机床等；细分市场产品主要有苏州电加工机床研究所展出的五轴数控轮胎模电火花加工机床及多轴数控微小孔电火花加工机床。

1.1.1 数控电火花成形机床

大型多头数控电火花成形机床是这次展会中的新动向。以往主要由韩国大韩EDM公司展出大型双头数控电火花成形机床，该公司这次展出了创新的TURBO.E.D.M 2500CNC多头组合式机床（又称四头机床），这种机床结构既解决了单头机床效率低的问题，又扩大了双头机床加工功能（图1），机床增加了2套三轴联动加工模块，且在运行中不与立柱上部的二个机头发生干涉，所安装的机头可根据实际需要进行增减，适于大型模具加工。据介绍，加工的最佳表面粗糙度为Ra0.1 μm，最小电极损耗为0.1%。本届展会上，东莞市欧米隆精密机械有限公司首次展出了大型双头ST1600数控电火花成形机床，每个头可进行三轴三联动加工。据介绍，最佳表面粗糙度为Ra0.1 μm，最小电极损耗为0.1%。汉霸机电（昆山）有限公司也生产大型双牛头数控电火花成形机床（未展出），共生产4个品种，最大规格的工作台尺寸为3500 mm×1200 mm。

图1 TURBO.E.D.M多头组合式机床

双头或多头大型数控电火花成形机床主要用于大型型腔模具加工。在高速铣迅速发展的今天，型腔模具加工主要依靠高速铣来完成，因此对数控电火花成形机床的发展起到一定的制约作用，但高速铣不能替代数控电火花加工。因为在大型型腔模具中，对深槽窄缝、深型腔、直壁型腔或格栅等用高速铣加工仍有一定困难，而需要数控电火花加工。如汽车保险杠、仪表盘等大型模具加工就需要高速铣和大型数控电火花成形机床共同来完成，这就推动了多头大型数控电火花成形机床的发展。

1.1.2 电火花线切割机床

电火花线切割机床在模具加工中具有独有的优势，特别在复杂精密型腔、型芯的加工中起着不可替代的作用，因而促进了电火花线切割加工技术的不断发展，而每届展会也都会有新的亮点展现。

1.1.2.1 单向走丝电火花线切割机床

（1）自动穿丝中导丝系统的优化

单向走丝电火花线切割机床中自动穿丝是不可或缺的，不但多工位自动加工需要，而且系统自动化、系统集成及双丝交换加工技术等自动穿丝也是必不可少的。因此，自动穿丝的成功率（可靠性）成为关键技术。目前，自动穿丝的丝径一般在0.1～ 0.3 mm，一些知名品牌的机床能对直径0.05 mm的细丝进行自动穿丝。为了使自动穿丝的成功率达到100%的水平，国外有关企业在本届展会展出的机床中对自动穿丝导丝系统进行了优化。

瑞士阿奇夏米尔公司展出的CUT2000S机床的导丝系统允许使用直径从0.05～0.30 mm的所有电极丝，是一个智能穿丝系统。该系统是一套收放式装置，它有2种方式：一是驱动丝从上导嘴到工件平面上的起始（割）孔，然后由穿丝喷嘴进行穿丝，在标准条件下适用于丝径＜0.3 mm的穿丝，作为穿丝喷嘴的选件，一个是专用于丝径0.05～0.07 mm的特殊喷嘴，另一个是丝径0.1～0.15 mm的喷嘴，其特点是2种喷嘴都可驱动至工件表面；另一种方式是智能穿丝系统，它安装了直径0.4 mm、长30 mm或直径0.8 mm、长30 mm的2种管子，可根据穿丝孔的大小选择不同外径的管子，穿丝时驱动管子穿过工件，将丝穿过工件到下导嘴的穿丝装置，用于最大丝径0.25 mm的穿丝装置。以上2种收放方式导丝系统，可有效提高穿丝的可靠性。

日本牧野公司的U系列机床采用双喷射高性能自动穿丝系统（图2），可形成小直径的喷射水流，保证小孔径穿丝孔的稳定自动穿丝。该导丝嘴组装快速，在更换线径时，也无需进行垂直度和直线度校正。双喷射自动穿丝系统与牧野的走丝系统相结合，可进一步保证在无人加工时的自动穿丝成功率。据介绍，即使在穿丝孔径小至0.3 mm时，自动穿丝的成功率仍可达100%。

图2 日本牧野公司U系列机床自动穿丝的双喷射系统

（2）在线光学测量系统，保证实现预期的加工精度

瑞士阿奇夏米尔公司展出的CUT2000S机床上装备了IVD模块，无需接触工件就可进行检测，并实现完全自动的测量循环，达到测量程序中预先定义图形元素的目的。而新版本的IVU模块，可完整地扫描轮廓和校正在理论形状和测量形状之间的差别。轮廓的完全扫描可在任何时候进行，和DXF图档（理论形状）相比，可在机床上在线进行，且可直接目视。测量可作为加工质量（精度）控制的步骤，通过测量，机床可自动提供轮廓校正建议，从而获得所需的结果。在线测量主要依靠安装在机床上的CCD镜头，它能自动聚焦工件进行测量，并通过安装在机头下的背光能源进行轮廓对比和对照，机床内特殊集成的软件，通过光密度分析来检测工件的边缘，其检测的精度为：放大150倍时，精度为± 1.0 μm；放大50倍时，精度为±1.5 μm。一些工件的局部尺寸可能非常重要，且要求高精度，这可进行局部测量，也可进行一个或多个型腔扫描。因此，和DXF图档（理论形状）对比，可以是局部型腔、一个或多个型腔。

（3）高速化的油介质切割加工

油介质切割加工有一系列的优点，油的绝缘电阻高且稳定，因此放电间隙小，易实现高质量表面的精密加工；油不需要管理比电阻值，可减少运行成本；更重要的是油在加工中不会发生电解作用，因此不会产生表面变质层，也不会引起硬质合金中钴的脱落，易实现高品位的精密加工。但油切割最大的问题是切割速度低，特别是第一、二次切割速度与水工作液相比有较大差距，因此主要向加工超硬材料的用户推荐应用油介质加工机床。日本沙迪克公司这次参展的AP250LS实现了高速化的油介质切割加工，他们认为与水介质相同的高速油介质加工成为可能（图3）。

图3 与水相同的高速油加工成为可能

例如：LED模具的64处多型腔油加工，以往油介质加工总的加工时间为32 h，而AP250L为20 h，加工速度总计提高40%；在IC引线框架模加工中，AP250L的高速环保油介质切割与过去的标准油介质切割相比，其加工速度提高50%以上。

（4）国内单向走丝电火花线切割机床的进步

苏州电加工机床研究所展出的DK7632、苏州三光科技股份有限公司展出了LA系列单向走丝电火花线切割机床，虽说与国外机床相比还有一定差距，但近年来也取得了重大进步。例如：加工精度可达±2.0 μm，最佳表面粗糙度Ra≤0.2 μm，最大加工速度≥350 mm2/min。在第一次切割为200 mm2/min时，切一修一，即可达到Ra0.9 μm。经过多年的努力，我国的机床也实现了自动穿丝功能，并能进行直径0.05 mm的细丝切割。1.1.2.2往复走丝电火花线切割机床

我国独有的往复走丝电火花线切割机床，近年来开发了多次切割功能，机床水平有明显提高。如苏州三光科技股份有限公司的HB系列多次切割机床，其加工速度达200 mm2/min，最佳表面粗糙度Ra≤0.6 μm，加工100 000 mm2的电极丝损耗为0.005 mm，新电源比以往节能80%；苏州宝玛数控设备有限公司的BM400C-CH机床，其最大加工速度达260 mm2/min，最佳表面粗糙度Ra≤0.8 μm，切割400 000 mm2的电极丝损耗为0.01 mm，在切割速度为180 mm2/min时，切割250 000 mm2不断丝；苏州新火花机床有限公司的M735多次切割机床，其定位精度≤0.01 mm，加工尺寸精度≤0.01 mm，最大加工速度≥200 mm2/min，最佳表面粗糙度Ra≤0.8 μm。

1.1.3 专用数控电火花加工机床

苏州电加工机床研究所展出的ZT-006数控轮胎模电火花加工专用机床，是为汽车工业提供的轮胎模花纹块加工的关键设备。开发的五轴（X、Y、Z、C、W）专用数控系统、型腔深度在线测量技术、精密主机的整体布局、卸荷式精密大承载分度工作台、精密高效电极制造及更换技术等都具有一定的创新性，尤其是型腔深度的在线测量及在线修整技术和卸荷式精密分度机构，有效提高了子午线轮胎模型腔深度和分度精度，机床已广泛应用于我国轮胎模具的制造企业。

苏州电加工机床研究所的SE-WK007数控电火花微小孔加工机床具有六轴数控专用数控系统及软件、微小孔加工专家系统、纳秒级微能量数字脉冲电源和微细电极纳米级微量再进给及精密导向系统等创新技术，能进行直径0.03 mm以下的微小孔加工，加工孔径精度为±0.002 mm（1 mm板厚时），Ra≤0.4 μm。该机床适用于汽车工业中欧Ⅳ排放标准的发动机喷油嘴精密喷孔加工及纺织工业化纤喷丝板加工，并可应用于航空航天、军工等高科技领域的微孔加工，还可广泛应用于精密模具、微型机械、医疗器械、仪器仪表、手表等工业领域。

1.2 数控激光（复合）加工机床

在模具加工中，塑料模除型腔加工外，有的还要进行纹理加工，以使塑压件的外观变得时尚美观。纹理、花纹加工既可采用电火花加工，也可采用激光加工，且各有特色，激光加工可获得各具特色的树皮纹、皮革纹、拉丝纹等。这次展出的主要是激光纹理加工。

本届展会上，德国德马吉（DMG）公司展出了一台LASERTEC65 Shape铣削加工和激光纹理加工在同一台机床上进行的复合加工机床，是DMG第一次推出在一台机床上一次装夹完成3D注塑模型腔的铣削加工后、再进行光纤激光型腔表面的纹理加工。通过全功能五轴数控铣削加工后，再通过HSK刀柄灵活安装激光头，从铣削转换到激光加工的时间≤5 min。激光加工的3D纹理加工软件包，可进行全数字化纹理加工。

其实，DMG的LASERTEC65还有一个品种为LASERTEC65AM。据介绍，这是一种激光熔覆和高速铣削相结合的加工方法，通过在一台机床上进行激光熔覆的增材制造和高速铣削的减材制造加工方法，以扩大制造能力，替代传统的单一的机加工方法。它首先由金属粉末以覆层的形式添加到基材上，并以激光高温使其熔覆，熔覆部位形成高强度区，冷却后进行高速铣削加工，以达到最佳的表面粗糙度和加工精度。DMG也称之谓“增材制造技术”，这确实是一种创新的制造技术，这种加工技术可用于航空发动机部件的维修，也可进行刀具、模具制造及有关零件的表面工程。

瑞士阿奇夏米尔公司展出的LASER1200激光加工机床，单独用于模具表面纹理加工，可进行纹理、图案、标志和标记，以及雕刻、微细结构等2D、3D几何形状的加工。

1.3 模具的增材制造（3D打印）技术

增材制造最初应用集中于产品的原型制造领域，这种制件往往只有几何特征，机械性能并无体现。随着技术的不断进步，如今增材制造技术已能用于功能性产品的制造，模具便属于功能性产品。本届展会有多家3D打印厂商参展，较知名的有：3D systems公司通过代理商上海福斐科技发展有限公司参展、stratasys公司通过宝力机械有限公司等几个代理商参展及EOS通过易欧司光电技术（上海）有限公司参展等。

以往增材制造真正用于现代模具制造的并不鲜见。虽然激光选区熔融、电子束选区熔融等增材制造技术已能制造金属功能制品，但针对现代模具的长寿命、高精度、低表面粗糙度值等方面的要求，增材制造技术还难以实现。从本届展会上，根据相关公司的介绍，获得了一些增材制造技术在模具制造方面的应用范例。如：在注塑模的随形冷却技术中，采用增材制造技术制造出与型腔形状完全匹配的冷却流道，以达到提高冷却效率、缩短冷却时间、精确控制冷却温度的目的。这种随形冷却流道能使模具冷却性能更合理，寿命更长。但随形冷却流道的加工非常困难，传统加工方法无法实现，增材制造技术能实现这一目标。在应用方面，如：EOS公司利用激光选区熔融技术，生产具有随行冷却管路的模具来减少注塑周期，提高注塑效率；上海光韵达三维科技有限公司在塑料水杯注塑模中进行了内部随形水路设计与优化，通过增材制造技术制造随形冷却管路，使注塑模的冷却时间大幅缩短，生产效率提高，成本降低。

在浇铸模的砂型制造方面可利用增材制造打印砂型，然后进行浇注。如：新款发动机外壳的浇注，采用增材制造技术打印砂型，再进行浇注，与传统工艺相比，可较大幅度节省时间和费用，且可方便地对新产品进行验证、修改。

增材制造技术在模具领域的应用还有很多。如：一些制造商应用直接金属激光烧结技术制造注塑模用的金属镶件；用增材制造技术制造硅胶塑料模，适应较小批量塑料件的生产；还有运用增材制造中的激光金属沉积技术制造吹塑模具等。相信随着增材制造（3D打印）技术的发展，将在模具制造中得到越来越广泛的应用。

2 加工中心和高速铣、数控磨床

本届展会上，来自德国、瑞士、美国、日本、意大利、香港地区、台湾地区和国内近40家厂商，包括世界著名的精密机床制造企业德国德马吉/森精机公司、美国哈斯自动化公司、日本牧野机床有限公司、日本东芝机械株式会社、日本山崎马扎克（中国）有限公司、北京菲迪亚机电有限公司、阿奇夏米尔机电（上海）有限公司、沙迪克机电（上海）有限公司，以及国内的北京精雕科技集团有限公司、苏州宝玛数控设备有限公司等共展出了高速铣、龙门铣、加工中心、龙门加工中心、精密数控磨床、数控雕铣机等近百台展品。

纵观本届展会展出的模具制造装备，反映出的精密、高效、高品质、低成本一直是全球装备制造业不懈追求的目标。同时，反映出随着我国汽车工业、航空航天工业、家电工业、模具工业的高速发展，对大型模具制造装备的需求越来越大。本届展会展出的龙门加工中心、龙门铣、龙门磨床、五轴加工中心等展品比往届明显增多；复合化、自动化、智能化及模具制造自动化全面解决方案的展品也比往届明显增多。随着数字化与工业化的融合，为用户提供自动化全面解决方案的服务，正在成为制造业新的经济增长点。

2.1 加工中心和高速铣

在高速发展的汽车工业、航空航天工业、模具工业、家电工业、医疗制品工业市场需求的驱动下，高速铣、精密加工中心、五轴加工中心等装备不断向精密、高效、自动化、智能化方向发展，本届展会体现了这些方面的最新成果。

欧吉索机床（上海）有限公司展出的SPEED HAWK系列高速五轴立式加工中心采用有限元法FEM和BIOCAST优化机床的部件，有效地减小了机床的震动，保证机床实现高精度、高表面质量的高速加工。机床具有主轴轴芯膨胀伸长补偿（主轴内装有检测轴芯膨胀伸长的传感器）、X、Y、Z轴位置和几何误差补偿、四轴/五轴误差补偿功能，保证机床的高精度。采用箱中箱概念的结构设计，使机床适用于精密零件、铜电极、石墨电极和特殊材料的加工。机床可随时在现场加装第四/第五轴，成为五轴高速加工中心。

台湾大前科技股份有限公司展出的RAPID-1625高速五轴加工中心采用有限元分析优化设计技术，保证机床的高刚性和动态响应性能。采用具有高稳定性的天车式结构，工作台与立柱“一体式的U型结构设计”，工作台与立柱连结并直接固定在地基上，所有的X、Y、Z轴向移动部件均位于立柱上方移动，固定在工作台上的工件重量不会影响轴向驱动的负荷，使机床具有高动态响应性能。与传统龙门式机器相比，占地面积更小。此外，X、Y、Z轴采用直线电机驱动、二轴头的A/C轴采用扭矩电机驱动，提高机床的加速度和精度。采用内藏式主轴，主轴转速20 000 r/min，最大功率25 kW，最大扭力32 N·m。满足模具工业和航空航天工业对高速加工的要求。

北京精雕科技集团有限公司的BMDX6050数控雕铣机，通过ANSYS有限元分析方法，最大限度地减少机床的振动和热变形。

德国德玛吉公司的DMU 65 monoBLOCK五轴加工中心采用具有高稳定性和高动态性能的monoBLOCK结构以及全新设计的高速回转摆动工作台。占地少（安装面积仅7.5 m2），加工范围大，回转摆动工作台最大允许的工件直径为840 mm、高度500 mm、最大重量1 kg。天车可从机床工作台中心的上方装卸工件。机床门具有1430 mm的开度，允许在加工的同时从正面装刀，与自动化系统集成后也能从正面全区接近（与WH 10/WH 25工件运送系统或PH托盘运送系统集成的自动化DMU 65 monoBLOCK）。

德国德玛吉公司的HSC 70 linear五轴高速加工中心采用龙门式结构、热对称设计的床身。配有创新的冷却系统对机床床身、驱动器、导轨进行冷却，保证机床长期工作的稳定性，精度保持性好，误差<5 μm。所有轴采用具有高动态性能、高精度的直线电机驱动，确保机床具有高动态性能和高精度。全新HSC主轴采用对轴承、法兰和夹套的冷却技术，确保热稳定的加工条件，使刀具轴向的热膨胀减小70%。机床采用具有动态高效、动态高精控制功能的Heidenhain TNC640数控系统，加工表面质量达到Ra<0.15 μm。

牧野机床（中国）有限公司展出的MCC2013-VG六轴卧式加工中心，其主轴为装有高刚性AC轴旋转的主轴，通过AC轴旋转，定向主轴，再进行定向的XYZ三轴加工，对需使用长径比大的刀具加工深度深、内部陡峭且R角较小的大型模具（如汽车保险杠、车灯等），可将刀具的长径比大大缩短，从而避免出现断刀、振纹，提高加工效率。MCC2013-VG还配有高精度旋转（B轴）工作台，承载可达15 t。通过AC+B轴定位的六轴定位加工，可实现360°无死角地加工模具上各种工序(如冷却水孔、顶杆孔、滑块槽等)，无需再次装夹，大大改进了加工工艺。从粗加工到精加工一次性完成，显著提升加工效率，缩短加工周期。

牧野的F8/F9立式加工中心具有对称的立柱和床身结构，可使热量和精度均匀分布，加工中的热稳定性通过轴承和滚珠丝杠冷却来获得，运动的稳定性通过各轴的滚柱线性导轨来加强。F系列提供其独有的主轴轴芯冷却和内压润滑系统，以尽量减少轴承的热效应，并可延长主轴寿命；此外，该系统还提高了主轴的刚性和精度。F9使用带GI.4的牧野专家5控制器结合超级几何智能控制（SGI.4）软件作为标配，即使在高速加工中，也能对其精密运动进行控制。F8/F9主轴转速为20～10 000 r/min（标准、BT50刀柄）。主轴功率（10 min/继续）为37/25 kW。主轴扭矩（25%ED/连续）为26/294 N·m。F8的定位精度为1.5 μm，重复定位精度为1.0 μm。长期连续加工精度＜5 μm。

牧野的E33石墨加工中心具有高刚性的机械结构，更适合精密模具和石墨电极的加工；更大的立柱与床身接触面积，提供了更高效的切削力传递；X、Y轴的运动系统支撑中没有任何悬臂结构，可维持均匀的工作负载；E系列的机械结构是对称式设计，能获得更好的热稳定性。工作台安装在Y轴上，更是加强了结构的对称性。高速主轴拥有最小的变形和振动，确保均匀、高质量的精密表面。主轴的轴芯冷却系统在任何操作条件下，都会保持主轴温度恒定。该系统可有效抑制由于产生热量而导致的主轴伸长和由于轴承预压而导致的主轴偏摆。E33配有全封闭的安全门和高性能集尘装置，适用于石墨电极的加工。E33的主轴转速为20 000 r/min（标配、BT50刀柄）。主轴功率(10 min/继续)为37/ 25 kW。

日本东芝机械株式会社的MPF-2614龙门加工中心采用立柱和横梁一体式铸造（π框架）结构，使机床具有高刚性。Z轴采用双丝杆驱动，不需平衡装置。开放式的滑枕框形导轨采用大截面（360 mm× 360 mm），主轴直径为190 mm的长鼻端主轴，同时实现接近性和重切削。龙门门宽2100 mm，占地面积小（20 m2）。

东芝UVM-450C（V2）超精密立式加工中心采用配备高精度空气静压轴承的主轴，具有主轴回转精度高（“SPAM单点异步误差运动”方法测量主轴的回转精度为0.10 μm）、发热少、使用寿命长的特点。主轴转速高达60 000 r/min（超高速主轴的转速可达100 000 r/min）；振动小、回转精度高的主轴还延长了刀具寿命。机床XYZ轴采用无反向间隙的直线电机驱动及分辨率为0.01 μm的位置测量系统，实现0.1 μm的可靠进给（φ50 mm、F1000 mm/min圆弧插补的圆度达到0.53 μm）。采用控制精度为± 0.1℃的冷却装置，通过布置在机体中的铸造管对机床各发热位置（底座导轨、立柱导轨、直线电机安装座、主轴头）进行冷却，使机床的热变形影响最小，从而实现长时间、稳定的高精度加工。该机床适用于中小型精密模具光学零件的超精密加工。机床X、Y、Z轴行程分别为450、450、200 mm，工作台面尺寸为450 mm×450 mm，X、Y、Z轴切削进给速度为15 m/min，主轴功率为1.6 kW。刀库容量为16把刀，刀具最大直径为6 mm。

大隈机械（上海）有限公司展出的MU-5000V机床复合车削功能的铣车五轴立式加工中心，采用具有稳定高刚性的二轴工作台和滚子齿形双凸轮驱动的高加减速度控制，实现高随动性。机床采用滚珠丝杠的冷却装置，在确保高精度的同时还可实现高随动性。通过“5-Axis Auto Tuning System”和“Thermo-Friendly Concept”二项智能化技术的协同作用，使机床能长时间保持五轴加工的精度。采用“5-Axis Auto Tuning System”技术（通过不足10 min的测量，完成机床几何误差的补偿）可提高五轴机床的空间精度。采用“Thermo-Friendly Concept”智能化技术，能将环境温度变化及主轴发热等引起的精度变化控制到最小限度，保持五轴加工的精度。复合车削功能MU-5000V的C轴采用DD电机驱动。车削主轴转速为1000 r/min，车削主轴功率为17/13 kW，车削主轴扭矩为621/477 N·m。MU-5000V的X、Y、Z轴行程分别为800、1050、600 mm，快速移动速度为50 m/min，A轴行程为+90°～-120°，C轴行程为360°。

环球工业机械（东莞）有限公司展出的CAMDER五轴钻铣复合机床配备了先进的六轴数控系统，是集铣削、深孔加工为一体的复合数控机床，特别适用于模具及机械制造业加工。五轴钻铣复合机床结构是以卧式数控深孔钻床为基础，再加上数控回转工作台及主轴摇摆机构，配合先进的设计，能在极短的时间内，在深孔加工钻削模式与铣削模式之间互相切换。X、Y、Z、W轴均使用高精度线性导轨及滚珠丝杠，具有良好的刚性及精度。数控回转工作台最大承重可达30 t，并以齿轮传动，通过双伺服驱动来消除齿轮啮合之齿侧间隙，还安装了圆光栅确保回转精度。除可使用枪钻外，也可使用效率更高的喷吸钻。机床主轴转速为4000 r/min，主轴功率为22 kW。X、Y、Z轴的切削进给速度最高可达8 m/min，系统配备AICCⅡ高精度轮廓控制功能，可加工复杂曲面等。

上述机床在技术创新、技术进步的最新成果可归纳为以下几个方面：

（1）应用先进的FEM、ANSYS等有限元法设计技术，提高机床的刚度，抑制机床的振动，从而提高机床的精度。这类机床有欧吉索的SPEED HAWK系列、大前科技的RAPID系列、北京精雕的BMDX 6050雕铣机等。

（2）采用创新的结构设计，提高机床的刚度，降低惯量，提高机床的动态性能。这类机床有德玛吉的DMU 65 monoBLOCK五轴加工中心、牧野的MCC2013-VG六轴卧式加工中心、东芝的MPF-2614龙门加工中心、大前科技的RAPID系列高速五轴加工中心等。

（3）应用精密位置检测技术，采用具有0.1 μm、0.01 μm的位置检测反馈系统，提高机床的重复定位精度。这种机床有东芝的UVM-450C（V2）超精密立式加工中心等。

（4）广泛采用具有高刚度、高动态性能的直接驱动技术（电主轴、直线电机驱动、DD电机驱动），提高机床主轴转速（最高60 000 r/min）、直线轴快速移动速度和动态性能，实现高精度、高响应驱动。这类机床有德玛吉的HSC 70 linear五轴高速加工中心、东芝的UVM-450C（V2）超精密立式加工中心、沙迪克的S50L高速立式加工中心、大前科技的RAPID系列等。

（5）具有纳米级测量与反馈补偿、高速精密轨迹控制（ACC、AFC等）及空间几何误差补偿功能的高端数控系统，以提高机床的动、静态精度。如牧野的a51nx卧式加工中心、F8/F9立式加工中心使用的带GI.4的牧野专家5控制器结合超级几何智能控制（SGI.4）。

（6）采用热变形控制技术，使机床在温度变化的环境下，保持机床精度的稳定性。这类机床有德玛吉的HSC 70 linear五轴高速加工中心、牧野的a51nx卧式加工中心、F8/F9立式加工中心、E33石墨加工中心，以及欧吉索的SPEED HAWK高速加工中心、大隈的MU-5000V铣车五轴立式加工中心、东芝UVM-450C（V2）超精密立式加工中心等。

（7）复合化、成套技术、系统集成的发展趋势。在复合化方面，如德玛吉的LASERTEC 65 Shape五轴铣削加工和激纹理加工、大隈的MU-5000V五轴车铣立式加工中心、环球工业的CAMDER系列五轴钻铣复合机床等；在成套技术和系统集成方面，如欧吉索的高速铣加工技术与电火花加工技术的EAGLF professional模具自动加工系统（有介绍无实物）、山崎马扎克的FMS柔性制造系统（有介绍无实物）。

2.2 数控磨床

在本届模展上，大型平面磨床、龙门磨床、全自动数控磨床展品比往届明显增多；借助精密位置检测技术的发展，数控磨床采用具有0.1 μm、0.01 μm的位置检测反馈系统，实现0.1 μm的微进给，其磨削精度明显提高。

建暐精密科技有限公司展出了JG-510CM数控坐标磨床。其主要特点有：Z轴采用直线电机驱动，提高插磨往复的速度（24 m/min）；X、Y、Z轴采用高分辨率（0.01 μm）的直线光栅尺，X、Y轴的定位精度为±0.0015 mm，重复定位精度为±0.001 mm；行星主轴采用德国生产的静压主轴，行星磨削的圆度≤0.001 mm；U轴由步进电机驱动，行程30 mm；具有X、Y、Z、C四轴联动控制功能；电动磨头最高转速为40 000 r/min，功率1.2 kW；气动磨头最高转速为60 000 r/min。

西安帕吉特精密机械有限公司展出的PF 520精密全自动平面磨床，其机械结构采用有限元分析和优化设计技术，保证具有最好的抗弯和抗扭曲特性。采用对称式结构和立柱移动式设计，保证机械具有高刚性和高稳定性。Y轴（上下移动轴）、Z轴（前后移动轴）采用分辨率为0.1 μm的线性光栅尺的全闭环控制系统，实现0.1 μm的进给。

浙江固本精密机械有限公司展出的SG-73PCL立轴数控成形磨床，其主要特点有：主轴采用最高转速为30 000 r/min的电主轴（径向跳动≤1 μm），功率2～13 kW可选，具有砂轮自动修整和自动补偿功能；上下移动最小进给量为0.1 μm，鞍座前后移动最小进给量为0.5 μm。机床磨削的工作精度为：滚道间的相互平行度为2 μm，滚道对安装基面的平行度为2 μm，滚道表面粗糙度可达Ra0.08 μm。可用于各种内外弧槽的精密磨削。

西安长岛精工机械有限公司展出的NOG200X -F超精密外圆磨床，其主要特点有：配备具有实际位置显示的控制系统；采用具有高精度、高刚性、高抗振性的双V双平六面滑动的导轨结构，导轨面采用人工精密刮研而成，确保机械能保持长期稳定、高精度的磨削；各轴配有电子手轮，使其在自动加工的同时，还能迅速转换为手动加工。NOG超精密复合小型外圆磨床主要用于精密外圆磨削，适用于陶瓷、超硬合金等各种材料的加工。

NP415-F超精密平面成形磨床的特点有：操作系统简便，可手动、半自动、全自动地进行平面加工；左右及前后两个轴向手动进给采用机械式手轮，上下轴向手动进给采用脉冲式手轮；立柱采用具有高精度、高刚性、高抗振性的双V、双平6个导轨面左右对称的导轨结构，采用人工精密刮研而成；机床上下轴和前后轴均配置分辨率为0.1 μm的高精度光栅尺，全闭环控制，可实现0.1 μm高精度位置控制，使砂轮上下移动轴的最小进给达到0.1 μm，重复定位精度在±1 μm。NP415-F镜面磨削的表面粗糙度达到Ry0.3 μm以内。

上一机械（嘉兴）有限公司展出的PSGP-1020AHR大型龙门式平面磨床，行程为1200 mm× 2150 mm，工作台左右滑道长度远大于台面长度，而一般机床均为等长，而使工作台在高速运动中不会因发生扭曲变形而失去精度。工作台面运动的直线度（前后、左右方向）为0.02 mm/m。

富信成机械有限公司展出的FX-CG-100CNC高精密数控复合磨床，其特点有：采用V-平导轨的结构设计，人工精密刮研工艺，确保机床具有高刚性、高稳定性；砂轮主轴采用高级超合金钢（SNCM-439）材料，经一系列热处理工艺，使硬度提高到＞62 HRC，再经精密研磨（粗磨、中磨、细磨和抛光），提高主轴精度的稳定性和寿命，保证在使用期间不变形；滚珠螺杆采用静压润滑，提高传动的刚性和定位精确度，最小进给量为0.1 μm。

FXGP-1015AHR龙门平面磨床的特点有：机身采用一体式双V型导轨结构设计，所有铸件均采用FC30高级铸铁材料，经退火时效处理，消除内应力，从而确保机床具有高刚性、高稳定性。机床采用精密级滚珠丝杠，伺服马达直接驱动。

FX-18CNC高精密多轴数控无心磨床的特点有：机床底座采用FC30高级铸铁材料、双V型导轨结构，确保机床具有高刚性、高稳定性；上下进刀微调量为0.001 mm；砂轮修整装置可作±6°调整，工件与调整轮接面精准；具有一系列机种，可满足各种研磨的需求；具有齐全的选购配备，提升操作功能和简便性；主轴轴承的自动润滑系统装有压力开关，在润滑油压力未达到额定数时，主轴马达不能启动或会自动停止转动，避免主轴旋转而损坏；机床采用FANUC数控系统，进刀微调手轮最小进刀量为0.001 mm；还可选配各种自动送、收料等装置，实现自动化。

3 测量仪器

本届模展上，来自德国、日本、瑞士、意大利、美国和国内公司等近30家国内外著名厂商展出了三坐标测量机、影像测量仪、便携式CMM、便携式扫描仪、激光跟踪仪、直线光栅、角度编码器、数字化检测、在线检测装置、在机检测装置及面向模具行业的全面计量解决方案、360°智能在线测量解决方案、MMS计量管理系统等，集中展示了现代测量技术的最新成果。

3.1 三坐标测量机

我国著名的海克斯康测量技术（青岛）有限公司在本届模上展示其在测量现场化、自动化、数字化领域的最新技术与成果。

TIGO SF车间型三坐标测量系统是海克斯康新开发的专为车间现场使用而设计，应用多样化的车间型三坐标测量系统。TIGO SF是全合一的测量系统，测量无需压缩空气，显示器与主机整合为一体，减少车间现场的占地面积，便于运输。TIGO SF将探针更换架整合于测量机，使工作区域更大，可从3个方向进行工件的上下料；还能与生产单元紧密结合或是放置在生产现场的任何区域。优化的结构温度补偿允许测量机在15～30℃环境下的测量。

TIGO SF标准配置超高精度的LSP-X1c测头，集触发与扫描功能于一身，还可配备TESASTAR-m自动分度测座，以适合更多应用的需要。用于现场测量可替代车间现场使用的各种测量工具，实现数字化的三维测量数据，从而为实时监控加工与制造状况、高品质的生产提供保证。TIGO SF的X、Y、Z行程范围分别为：500、580、500 mm，测量精度为MPEE=（2.2+L/300）μm。

GLOBAL Silver Advantage高精度三坐标测量机配备接触与非接触测头，包括支持超长与复杂探针配置的固定式扫描测头系统，使其能高精、高效地完成各种复杂几何形状工件（如涡轮叶片、齿轮、螺旋压缩机转子等）的测量任务。其X、Y、Z的行程范围为500～1500、700～3000、500～1000 mm，测量精度为MPEE=（1.4+3L/1000）μm。

海克斯康测量技术（青岛）有限公司还展出了用于小尺寸测量的GLOBALMini自动、小行程桥式三坐标测量机、经济实用的Exprorer桥式三坐标测量机和用于现场测量的GLOBAL Silver SF高精度三坐标测量机。

其他公司展出的新技术新成果有：

蔡司工业测量技术（上海）有限公司展出的PRISMO navigator桥式三坐标测量机是适用于车间环境的高速、多功能三坐标测量机。该测量机采用由碳纤维化合物和陶瓷材料制作的轻型、高刚性龙门架结构，使测量机具有高动态性能；三轴均采用四面环抱气浮轴承结构，确保测量的稳定性和高精度；采用具有良好温度稳定性的零膨胀玻璃陶瓷光栅尺、配备弹性避震系统，使PRISMO navigator能在温度15～30℃的车间环境下，完成高精度（测量误差<1 μm）的测量；集成的ISC控制器具有更高的可靠性和对机器及探针进行实时动态修正的功能（CAA）。PRISMO navigator标准配置VAST gold主动扫描测头，使用navigator技术进行接触扫描和单点测量（可选配各种接触式测头和光学测头）。PRISMO navigator的X、Y、Z行程范围为700、900、500～650 mm，长度测量误差为（0.5+L/500）μm。

DuraMax高精度宽温带车间型扫描测量机是通用型三坐标测量机，集蔡司C99控制柜技术、VAST XXT扫描探头和强大的CALYPSO测量软件于一体，在车间环境条件下可实现高精度测量。它是一款适用于现代工厂和实验室的通用型三坐标测量机；可配备星形探针系统，使其能扩展到齿轮测量的应用，满足齿轮测量的各种需求。DuraMax设计紧凑，占用空间小，可从三面装卸，即使在30℃时，也完全能正常工作，具有与生产线集成应用的特点。DuraMax的测量范围为500、500、500 mm。在环境温度为18～22℃时，长度测量误差为（2.4+L/300）μm；在环境温度为18～30℃时，长度测量误差为（2.9+L/ 200）μm。

蔡司工业测量技术（上海）有限公司还展出了CONTURA G3、CONTURA G2桥式三坐标测量机。

三丰精密量仪（上海）有限公司展出了集成表面粗糙度测量的Crysta-Apex S776高精度CNC桥式三坐标测量机。它集成了测量表面粗糙度的SURFTEST PROBE粗糙度测头，使其不仅能完成尺寸测量，还能完成表面粗糙度的测量和评价。同时，还展出了SV-M3000 CNC表面粗糙度测量机、CV-2100M4轮廓测量仪。

西安爱德华测量设备有限公司展出的Daisy系列桥式三坐标测量机，横梁采用45°斜樑、全封闭框架结构，具有空间误差修正功能，可配置自动温度补偿系统，保证测量的精度和稳定性。同时，可配置点测量的接触式测头、连续扫描测量的接触式扫描测头、光学测头、线激光和点激光测头，用于完成各种测量任务。展出的Daisy HA 8106、Daisy HA 121510高精度三坐标测量机的测量精度为MPEE= （1.3+L/330）μm。

青岛雷顿数控测量设备有限公司展出的Mitracle P系列高精度全自动三坐标测量机，三轴导轨均采用优质花岗岩，采用实时温度补偿，使测量机具有高刚性和高温度稳定性。Mitracle P系列可配置RENISHAW公司全系列的触发式扫描测头、LS系列激光点扫描测头、激光线扫描测头、LV系列CCD数字光学影像测头，从而可应用于各种测量任务和逆向工程。Mitracle P系列的NC564的测量精度为MPEE=（1.2+L/333）μm。

思瑞测量技术（深圳）有限公司展出的Croma系列全自动三坐标测量机，其主要特征有：三轴导轨均采用自洁式空气轴承；X轴采用精密三角樑结构，Y轴采用整体燕尾式导轨，三轴均采用高精度金属光栅尺；采用RENISHAW控制系统，保证测量的高稳定性和高精度。Croma Classic8106的测量精度为MPEE=（3.2+L/300）μm。

天准精密技术有限公司展出的CMU565、CMU8106桥式三坐标测量机的主要特点有：采用有限元分析优化设计技术，减少了结构偏差、环境温度变化和振动对测量机性能的影响；三轴导轨均采用花岗岩材料；采用矩形导轨和四面环抱式一体化滑架设计；Y轴采用燕尾式设计，具有刚性高、动态性能好的优点；采用RENISHAW高精度金属光栅尺，保证测量的高稳定性和高精度。CMU565的测量精度为MPEE=（2.2+L/300）μm。CMU8106的测量精度为MPEE=（2.4+L/300）μm。

约翰内斯·海德汉博士（中国）有限公司展出的新一代TS及TT系列测头系统，可广泛应用于铣床、加工中心、车床和磨床在机检测的TS及TT系列新一代测头系统，延续了海德汉独有的抗磨损的光学传感器。同时，增加了很多新特性：复合技术的信号传输（无线信号和红外线），进一步增大了信号传输区间；超强的天线接收功能，保证有效接收触发信号；具有碰撞保护和过热保护功能，防止测头在工作中出现故障；缩小测头体积，适用于空间有限的测量环境。

马波斯（上海）商贸有限公司展出了应用于数控车床、加工中心和磨床的、用于刀具检测、工件找正和检测的工件测头、对刀测头。T25系列触发式测头的直径仅25 mm，各向测量重复精度为0.5 μm，采用无线传输的WRS对刀具测头的中心区域为不锈钢，可避免损坏小刀具。

3.2 影像测量仪

体现新技术、新成果的影像测量仪主要有：

海克斯康测量技术（青岛）有限公司用于小型电子模具、塑料模具等精密模具检测的Optiv Classic系列、Optiv Performance系列复合式影像测量仪。采用Optiv多传感器技术，将光学测量和触发测量集于一身，可根据工件的几何形状、材料和精度要求选择最合适的传感器进行测量。系统可支持光学传感器、触发传感器、激光测头及白光传感器（CWS）。Optiv配备具有利用原始CAD模型进行编程和与测量结果进行比对功能的PC-DMIS VISION测量软件，大大提高了测量效率。其Optiv Advantage 442高精度影像测量仪的测量范围为410 mm× 410 mm×200 mm，光学测量的测量精度为EXY= （1.3+L/400）μm。触发式测量的测量精度为MPEE= （1.9+L/300）μm。

蔡司工业测量技术（上海）有限公司展出的融合蔡司光学技术及测量技术的O-INSPECT 322、OINSPECT 442多功能复合式扫描测量中心。O-INSPECT配备高精度接触式三维连续扫描测头系统及顶级光学传感器系统，集投影仪、显微镜、轮廓仪及三坐标测量机功能于一体（俗称“四合一”），借助蔡司扫描控制系统及经PTB认证的CALYPSO可视化测量软件，为各类中小型零部件的大批量、高精度测量提供可靠的解决方案。该测量仪的长度测量精度为（1.7+L/250）μm。

西安爱德华测量设备有限公司（AEH爱德华集团）展出的O-scope A4030影像测量仪，是融合光学测量和接触测量的复合式影像测量仪。具有自动瞄准功能，使测量效率大幅提高。分辨率为0.1 μm，示值误差为（4.0+L/200）μm。该公司还展出了用于齿轮测量的G30齿轮检查仪。

思瑞测量技术（深圳）有限公司展出了SVM DCC Standard系列、SVM DCC Classic系列全自动影像测量仪。SVM DCC Classic系列采用全铝工作台结构，控制系统采用Heidenhain运动控制卡，实现四轴CNC控制，具有连续自动变倍功能。采用易学易用、具有自动抓取、自动寻边等智能功能的PC-DMIS VISION测量软件Standard系列的分辨率为1 μm，测量精度为（3+L/150）μm。Classic系列的分辨率为0.05 μm，测量精度为（2.8+L/150）μm。

奥智品光学仪器（上海）公司展出了新的SNAP全能数字影像测量仪系统。SNAP在78 mm视场内，能测量任何工件。只需将工件放在平台上，选择程序，然后按运行键即可，具有简便、自动、高效的特点。SNAP具有灵活的照明系统，包括高亮度的LED冷光光源，还可配备用于轮廓投影的背光光源、用于观测钻孔和气孔内径的直角顶光光源、用于提高工件表面特征对比度的8扇区可编程环型光。选择不同的光源或光源组合，能满足各种工件的影像测量。SNAP的Measure-X 2D测量软件可在一个程序内完成一整套特征测量。Measure-X 2D独特的AutoCorrelate功能允许工件随意放置，用户无须进行工件定位，SNAP会自动识别工件进行测量。测量分辨率可达50 nm。

3.3 便携式CMM、便携式影像扫描仪、便携式三维扫描仪

体现新技术、新成果的产品主要有：

海克斯康测量技术（青岛）有限公司展出了利用机器人提升测量效率的自动化拍照式白光测量系统WLSqFLASH，拍照式测量系统与机器人集成的360°SIMS智能在线测量方案，实现自动化检测和控制，备受业内专业人士的关注。

WLSqFLASH紧凑型白光拍照式测量系统可将无规则点阵投射到测量物体表面，利用立体视觉进行曲面、特征与边线分析。采用先进的蓝光LED技术，通过3个数码相机确保可靠的三维数据结果，使其应用于车间现场可不受工业环境的照明、震动和温度变化的影响，可采用托架或手持模式进行工作。采用海克斯康计量专有的CoreView三维测量分析软件包，可满足钣金件、覆盖件、铸铝和铸铁件、塑料件和小型模具的检测应用，为各种应用提供智能、功能强大的测量工具。

同时展出的ROMER绝对关节臂，集成充电电池和WiFi无线通信功能、数码相机，采用主轴无限旋转技术、Zero-G平衡杆系统、绝对编码器、碳纤维臂身、新型测头TKJ接口，具有测头自动识别功能。其点测重复精度为0.016 mm，空间长度测量精度为0.023 mm。

法如科技展出的Edge ScanArm ES扫描测量臂，采用增强扫描技术的新的Edge ScanArm ES扫描测量臂（接触式/非接触式便携式测量系统）。它是世界上外形最小、重量最轻、质量最优的接触式/非接触式便携式测量系统。采用融合多项硬件和软件技术改进的增强扫描技术（EST）、全新的高动态范围模式（HDR）高对比度捕捉模式，使FARO Edge ScanArm ES能对具有高吸光或高反光光学特性的物体表面、对比色（如黑与白）的材料进行同步扫描的能力（经改进的全新滤除算法可自动调整和优化塑料、金属或各种表面处理及颜色的扫描参数），无需喷雾或表面涂层。具有智能多功能手柄端口，采用智能传感器技术，具有温度补偿、自动检查安装问题、外部负载过大报警的功能。具有与CAD进行数据点云比对、快速成形、逆向工程及三维建模等功能。其Edge1.8m使用接触式测头测量的单点重复性为0.024 mm，空间精度为±0.034 mm。使用FARO Laser Line Probe激光扫描头测量的精度为± 0.035 mm。扫描速度为45 120点/秒。

FARO Gage便携式测量机、FARO Arm便携式测量臂、Scan Arm便携式扫描臂等的测量精度比原来均有提高。

尼康仪器（上海）有限公司展出了MCA II便携式测量臂。该系列测量臂有六轴和七轴2个版本，可配各种测头，用于进行触发式测量和连续扫描测量。具有自动测头识别功能，更换测头无需重新校准。采用WiFi无线数据通信技术，实现无线操作。其测量范围为1.8 m的MCA II七轴的点测重复精度为0.024 mm，空间长度测量精度为0.035 mm。MCA II六轴的点测重复精度为0.016 mm，空间长度测量精度为0.023 mm。

杭州先临三维科技股份有限公司展出的高精度双目三维扫描仪OptimScan，采用铝合金整体成形的外框，局部采用碳纤维质感材料，对外观、结构进行了改进，增强产品的稳定与高效率的性能。配套的软件有：Shiningform XOR逆向设计软件、Shiningform XOV三维检测软件，实现从三维扫描到逆向设计与三维检测的一体化操作，提高了工作效率。该扫描仪的单面扫描范围为200 mm×150 mm，扫描方式为白光、非接触式（拍照式），单面测量精度为0.015 mm，单面扫描时间<5 s。还展出了拥有自主知识产权的Shining3D-Camera系列三维相机（又称三维拍照机），采用多目视差法和光影梯度法，通过瞬间取像即可一次性生成180°的真实立体模型及其表面色彩信息，可快速进行三维拍照形成三维人像，对人体三维扫描构建人体数字化。

北京天远三维科技有限公司展出了自主研发的OKIO-H照相式三维扫描仪，采用碳纤维结构设计，该系统在物体表面投射光栅，用两架摄像机拍摄发生畸变的光栅图像，具有标志点自动拼接功能和独特的GREC全局误差控制功能，可实现物体表面三维轮廓的精确测量。OKIO-H-400三维扫描仪的测量范围为200 mm×150 mm～400 mm×300 mm，测量精度为0.02～0.03 mm，扫描速度＜2 s。OKIO-S-100三维扫描仪的测量范围为50 mm×35 mm～100 mm×75 mm，测量精度为0.008 mm，扫描速度＜2 s。扫描测量的速度明显得到提高。

DigiMetric三维摄影测量系统广泛应用于在大型工件检测领域的三维摄影测量系统，又称为照相测量定位系统。三维摄影测量具有快捷、灵活、简便的特点。DigiMetric三维摄影测量系统配有标志点、编码点和标尺、专业数码相机、DigiMetric测量软件，能实现快速的三维检测，测量范围为10 m，测量精度为0.1 mm/4 m。

上海数造机电科技有限公司展出自主研发的3DSS照相式三维测量仪，采用先进的结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式照相测量技术。采用该测量技术，使得对物体进行照相测量成为可能。3DSS系列三维扫描仪的特点是：采用LED冷光源，光源寿命长；便携、对大型物体可分块测量，自动拼合；可输出四边形网格、三角形网格、点云格式的数据文件；扫描速度极快，每次扫描一个面数，测量点分布很规则，数秒内可得到130多万点；精度高，实际扫描精度可达0.03 mm；在扫描得到物体三维形状的同时，还可输出彩色纹理；可扫描彩色、深色甚至黑色物体；采用碳纤维机身，热稳定性高，保证设备精度的稳定性；测量景深高达500 mm。

马路科技顾问股份有限公司和宝力机械有限公司展出了德国GOM公司最新生产的ATOS Triple Scan三维光学扫描仪。它采用新的蓝光窄域波长投影技术，扫描时，CCD只能接受蓝光波长的光源，故扫描时不受环境光的干扰，无需对物体表面进行处理就能得到精确的测量。采用蓝光光源还具有使用寿命长、发热量小、维护成本低的特点。其ATOSⅢTriple Scan三维光学扫描头由左右2个高分辨率（800万像素）的工业CCD照相机和光栅投影单元组成。采用结构光测量技术，利用立体照相机测量的原理测量物体表面的三维数据。利用参考点拼接技术，将不同位置的测量数据自动对齐，从而获得完整的扫描结果。其ATOSⅢTriple Scan测量点距为0.01～0.61 mm。

由ATOS Triple Scan三维光学扫描仪、机器人、自动回转工作台组成的ATOS SCAN BOS自动化扫描检测系统，可应用于生产过程的检测与控制。展示了测量仪器向现场化、数字化、自动化、智能化发展的趋势。

普力得科技有限公司展出了来自德国Steinbichler光电技术有限公司的COMET L3D光学扫描仪。其特点有：采用先进的单眼技术/单相机技术；采用LED照明技术，具有使用寿命长、性价比高、免维护的优点；采用高分辨率相机，1.5 s时间即可采集到高达2 M的测量点数据；尺寸小，重量轻；控制接口采用工业标准的CAN总线接口，配备的COMET PLUS测量软件采用最新计算方法与数据并行处理方法，运用高端硬件技术（多CPUs，双核/四核），具有在最短处理时间内获取最精确的数据，生成高质量的STL网格数据的优点；还具有特征测量、标尺信息自动拼接、自动定义测量对象特征，进行自由拼接，无需用户手动干涉的特点。测量场为75 mm× 56 mm×40 mm，测量点距为0.023 mm。

3 D中国上海顶柱精密仪器有限公司展出了来自西班牙Nub3d公司的SIDIO XR智能三维白光扫描仪。其特点有：采用增强的结构光投影技术，提高扫描速度（每幅0.3 s）；采用EDR技术，使SIDIOXR在扫描光泽或暗沉物体时可不用喷涂显影剂；还集成有环境条件控制，避免环境因素对测量结果造成的影响；配有温度补偿和振动控制传感器，具有防震防抖、自动校准、温度、投影状态自动监测功能，保证检测精度；采用电子化标签，不需粘贴标志点即可定位；采用MWL技术，白光、蓝光、绿光可自由切换。一台设备最高可配备4个不同的测量范围，扩展应用范围。

SIDIOXR扫描系统与机器人、旋转台或直线导轨等机械设备配合使用，组成SIDIO AIRUS在线3D自动化扫描检测系统。

实威国际展出了RexcanCS+全自动三维扫描仪。它是由RexcanCS三维扫描仪与两轴旋转工作台组成的全自动三维扫描系统。RexcanCS三维扫描仪由2个200万像素的CCD摄影镜头和蓝光光栅投影器组成，配备具有全自动校正、自动记忆扫描路径功能的测量软件，从而实现三维扫描测量。RexcanCS与两轴旋转工作台配合，可实现全自动三维扫描。

3.4 激光跟踪仪

海克斯康测量技术（青岛）有限公司展出的Leica AT402绝对激光跟踪仪，具有自动目标锁定功能，使跟踪仪的操作变得更加容易。集成WiFi通讯技术，使AT402成为一套完全无线的便携式测量机。由2个相同的电池（一个安装于传感器，一个应用于控制器）供电，AT402能持续工作一整天。AT402可测量360°水平范围和290°垂直范围。径向测量范围可达320 m。AT402还可完成各种测量任务，所有的附件（如远程控制、环境监控或水平仪）全部内置，采用具有0.07"分辨率的绝对角度编码器，绝对测距（ADM）的分辨率为0.1 μm，最大测量不确定度为10 μm。

法如（FARO）科技公司展出的FARO Laser Trscker Vantage激光跟踪仪，具有外形小巧的特点，是迄今为止外形最小、重量最轻的FARO激光跟踪仪，便于在不同工作地点之间进行运输。它具有IP52防水和防尘等级。采用第五代ADM测量技术。Vantage集成双相机系统，可自动对准特定的目标。当目标不在正常位置时，能快速、高效地确定目标位置并锁定正确目标。集成Wi-Fi无线操作，具有更大的便携性。具有快速补偿功能，补偿由测量环境变化引起的测量误差，确保较高的系统精确度。Vantage的测量范围为80 m。2～5 m距离测量精度为0.018 mm。

综观本届模展作品，显示出现代测量仪器向现场化、数字化、自动化、智能化、网络化集成应用方向的发展；面向模具行业的全面计量解决方案、数字化检测平台，以及测量软件与CAD、CAM、CAPP、EMS、CAQ无缝集成，是本届模展的亮点。

4 刀具

DMC2014吸引了来自国内外的众多著名刀具公司参展，刀具展商在展示为模具加工开发的新产品的同时，也全面展示了刀具材料、涂层、工具系统等所取得的新进展。

4.1 刀具材料和涂层

首先，在刀具材料方面，硬质合金材料仍然作为模具加工刀具材料的主力军。刀具材料的晶粒度是影响刀具性能好坏的重要决定因素，因此国内外的多家刀具厂商和材料厂商都有重点展示超微粒和超超微粒的硬质合金刀具和原料棒材。湖南博云东方展出的超细晶粒硬质合金，其WC原料的晶粒尺寸为0.2～0.3 μm，Co含量为9%的ST12F牌号，材料密度为14.4 g/cm0，硬度为93.8 HRA，强度为4500 MPa，弹性模量为500 GPa，热胀系数为5.2× 10-6/℃，达到了国外同类产品的先进水平。ST12F可用于高淬硬钢、石墨等材料的加工，尤其适用于金属的高速切削和干切削等。

本次展会刀具材料方面的另一个特点就是CBN和PCD超硬刀具材料性能进一步得到了提高，具体表现在刀具制造的尺寸精度控制更严，应用范围更宽。韩国YG-1、日本日进等多家公司展出了超高精度的CBN球头立铣刀，其R头型线精度可控制在±0.005 mm以内，加工表面的粗糙度为Rz1.5 μm，可实现高硬度材料的镜面加工，满足模具型腔的高表面质量要求。日本日进公司还推出了加工硬质合金的PCD系列立铣刀，其PCDRB可获得硬质合金加工表面纳米级的表面粗糙度，实现3D超精加工；PCDRS可进行斜坡铣和曲面加工，在92.5 HRA的硬质合金表面可获得高表面质量的等高线、扫掠线等凹凸曲面模具冲头。

其次，在刀具涂层成分方面，PVD涂层的进展主要是含Si和含Cr的涂层得到了更广泛的认可与应用，CVD涂层的进展主要是Al2O3+TiCN的深入应用，其共同特点都是围绕加工表面的高光滑质量，对涂层结构和致密性进行了优化。住友的“超级FF”Al2O3+TiCN的CVD涂层，不仅涂层表面，就连涂层膜界面、膜与基体界面也达到超光滑技术，提高结合力，具有更优异的抗崩损性和耐粘屑性能。日新的“AC”PVD涂层，通过独自研发的电弧蒸发源和精细涂层技术，使涂层过程中的液滴现象明显减少，可获得平滑性良好的精细涂层膜。同时，通过涂层纳米化的结晶，艾瑞森的纳米铬铝基涂层显维硬度达3800（0.05 HV），最高工作温度1300℃，高温下具有极好的耐磨性和抗氧化性。

UNION公司推出了加工硬质合金的UDC金刚石涂层刀具系列，在90 HRA的硬质合金上使用UDCMX钻头钻削直径0.4～2.8 mm的孔只需36 s；而加工一个M3×0.5～6 mm的螺纹，先用UDCMX钻头钻削直径2.5～8 mm的孔只需2 min2 s，再用UDCT螺纹铣刀进行螺纹铣削用时9 min15 s，相对于EDM的加工时间和加工成本大大降低，其UDC系列刀具迎来了硬质合金加工的新时代。

4.2 刀具结构创新

众所周知，结构创新是提高模具加工效率和质量的重要环节。在参展的刀具展品中，铣削刀具的高效、稳定与多功能化是本次展会模具加工的主要表现。

（1）在高效加工方面。日立的ASD结构面铣刀，通过一种刀片不同的安装角度，实现高进给加工和大切深加工。当刀片安装的切削刃角度为10°～30°时，轴向的最大切深可达3 mm，最大进给2.5 mm/t，实现高进给加工；而当刀片安装的切削刃角度为60°～80°时，轴向的最大切深可达10 mm，实现大切深加工。住友则采用独创的刀片止转定位机构，轻松实现了切削刃的高精度和操作简易化，该RSX系列刀具搭配大前角、R型容屑槽和高刚性刀体设计，实现了模具的凹模铣削、斜坡铣、螺旋插补铣等多种用途的高效加工。森拉天时的HFC系列则非常适合模具行业的高速铣削，可实现大进给的面铣、型腔的斜坡铣、大切屑移除率的插铣等，每齿进给可达3 mm。厦门金鹭模具铣削刀具系列，刀片选用纳米结构涂层加性能优异的硬质合金基体材料；断屑槽经特殊设计，切削刃兼备锋利性和坚固性；减振刀体经去应力处理，改善刀体的抗疲劳强度，可实现模具高效、稳定的铣削加工；同时，厦门金鹭的经济性双面12刃HNEX铣刀片，也为用户提供了切削性价比优异的刀具。

（2）在多功能化方面。森拉天时介绍了2款多功能刀具。一是“EcoCut”，它是钻孔与车削的一体化刀具，可在实体材料上进行平底孔的加工、镗内孔、车端面、车外圆（机床主轴反转），减少换刀时间，提高生产效率；另一款“ProfileMaster”是森拉天时于多功能刀具上的另一创新杰作，比“EcoCut”还要多出一个功能，兼备钻孔、镗孔、彷形车削、车端面、车外圆及切端面槽、内槽、外槽于一身。

（3）在稳定性方面。作为量大面广的整体硬质合金模具立铣刀，在本次模展上有多家公司重点展出了整体硬质合金铣刀的不等螺旋角、不等分齿的消振结构，如OSG的NEO系列立铣刀4刃，采用36°和39°的螺旋角，6刃采用37°、38°和39°的螺旋角；黛杰DV-OCSAR系列4刃立铣刀则采用42°和45°的螺旋角。而日立的EHHB高硬度4刃球头立铣刀，除了采用不等分齿的消振结构外，还在刃尖部位设计出微型底刃，该结构加工过程中具有4点支持的稳定性，从切削点开始就跳过切削速度为零的中心部位，抑制中心部卡住铁屑发生崩刃。日进MSZ345系列立铣刀则是在刃上开有断屑槽口，可实现高性能的坡口和插铣。

相对于普通整体式球头立铣刀，UNION刀具的S型整体式球头立铣刀和日立的S型可换刀片式球头立铣刀，通过刃线形的变化实现了高精度和高稳定性的加工；同时，日立的4刃型可换刀片式球头立铣刀通过独创的刀片固定方式，先后将1片主刃刀片和2片副刃刀片紧固于刀体上，实现精加工用刀尖更换式球头立铣刀4刃化，可实现汽车大型冲压模具龙门铣的高速高进给加工。

（4）模具上孔的钻削方案主要通过优化钻尖几何尺寸和排屑槽形，实现稳定高效加工。OSG展出的“新波浪形”刃，可平均降低切削阻力30%，其M刃带的采用可提高断续切削时的稳定性，更宽的切削槽实现了切屑的良好排出，达到排屑的可控和切削稳定的低阻抗。在改善切屑处理方面，还有住友的可换刃尖式多用途钻采用“J型”排屑槽，凭借独创的宽而平滑的槽形设计，大幅提高切屑处理性与排出性。

（5）为适应高精密模具时代，对丝锥提出了高稳定性的要求。作为全球丝锥占有率极高的OSG，推出了“A-丝锥”系列，该系列的丝锥主要通过锋利的刀尖和不等导程沟槽设计，解决了因切屑造成的螺纹加工问题。A-丝锥使切屑形状稳定化且排屑流畅，对应各式加工材料无切痕、烂牙等。OSG同时推出了XPF低扭矩挤压丝锥，使加工扭矩降低40%，发热温度降低20%，将以往无法实现的35 HRC高硬度材料无屑螺纹加工变为可能，也可有效控制加工中毛刺的产生，提高丝锥的耐用度。

此外，田野井公司的无缝挤压攻丝，可实现螺纹与内径的同心度为0。一般挤压攻丝的螺纹顶部会出现缝隙，TF挤压丝锥攻丝时，正转时加工螺纹，反转时使用侧立铣刀对螺纹的顶部进行修剪，从而加工出拥有均一内径的螺纹孔。同时，该公司提供的在铝金属压铸件的镀覆孔上进行直接复合攻丝的丝锥，在其内分别有一个立铣刀刃和一个侧立铣刀刃，实现攻丝过程中对下孔的直接修正。

4.3 高效、精密、复杂化的工具系统

随着模具切削加工向着更高效、更精密、更复杂化的方向发展，对工具系统的刀柄和刀具装夹技术提出了更高的要求，要求工具系统的连接和装夹的定位精度更高，装夹更牢靠，模具深腔直壁加工的可达性更出色。

日本大昭和公司和NT工具公司都推出了细长型高精度液压刀柄，一体型构造的液压室和两点把持式设计，使刀柄的刚性更高，精度更稳定，4D直径处的跳动精度在3 μm以下，同时可根据刀具供液需求，实现刀柄端面供油，可使冷却液从夹口端部精确供液给刀尖。

热装刀柄作为高精度五轴及防干涉加工的可靠选择，日本MST公司展出了具有二维曲线的高精度细长热装刀柄，刀柄的刚性是一体型刀柄的3倍。同时，刀柄端部柄壁厚可小到1.5 mm，可靠实现高精度五轴加工的需求。

镗孔加工是模具高精度孔加工的重要工艺。日本大昭和、美国帕莱克等带来了从大到小的粗、精加工用模块化镗刀系统。日本大昭和展品展示了内置“smart”防振机构的防振CK模块化镗刀和面铣刀刀柄，以及操作简便、最大程度抑制人为误差的超精密数显镗头，显示精度达1 μm/φ，且只需一个按钮进行ON和归零操作。美国帕莱克的自动反刮与反镗系统，实现了免除2次操作与降低零件加工成本的目的，生产效率整体提高5～8倍；同时，每一把反刮刀上的安全销设计，保证了加工的安全可靠。

4.4 刀具技术的绿色、节能和环保

为满足绿色制造和环保的要求，参展的新产品中，日本大昭和公司的超高速气动刀柄将超高速和超高精度微细加工及节能环保的理念贯穿其中。与机床主轴消耗的电力相比，超高速气动刀柄能使能源损耗减少，实现节约电能；同时，内部的供气装置及主轴形状的设计，使转动时的噪音低至65 dB以下，甚至能听见小径工具切削的声音。

桑阿洛伊金属材料的C系列环保型硬质合金几乎100%使用硬质合金废料的再生处理获得，其特有的再生处理几乎不产生工业废料，实现零污染，节省能源消耗，减少二氧化碳的排放。

三菱在注重推广新刀具牌号NP15TF的同时，也十分重视刀片包装的环保性，全新的刀片包装采用PP材料，改良的刀片包装盒形状和材质也减少了刀片包装盒的破损。

除上述新产品外，众多刀具参展商都展示了开发非标异形产品的能力与特点，以及工具行业在加快向制造服务业转型过程中发生的变化。本届模展较全面地反映了当前模具切削技术和刀具进步的概貌，为参观者提供了丰富的信息和资源，将推动模具切削加工技术的进步。

TG76；TG66；TG51；TG54；TG71

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1009－279X（201 4）05-0001-13

2014-08-21