機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢課件

機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢1機(jī)床生產(chǎn)前七大國生產(chǎn)產(chǎn)值

（占世界產(chǎn)值85%以上）機(jī)床生產(chǎn)前七大國生產(chǎn)產(chǎn)值

（占世界產(chǎn)值85%以上）2世界機(jī)床生產(chǎn)國排名單位：產(chǎn)值：百萬美金20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值%1日本8833.523.91日本7899.921.22德國6963.018.82德國7438.020.83美國3834.710.43美國4114.211.54意大利3544.59.64意大利2945.38.25中國大陸2197.05.95中國大陸2623.07.37中國臺灣1898.35.17中國臺灣1580.54.4世界機(jī)床生產(chǎn)國排名20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值3世界機(jī)床出口國排名單位：產(chǎn)值：百萬美金20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值%1日本6907.7321日本5513.526.92德國4016.218.62德國4256.621.13意大利1779.78.23意大利1777.38.64瑞士1769.38.24瑞士1717.08.45中國臺灣1532.17.15美國1388.16.87中國臺灣1344.26.6世界機(jī)床出口國排名20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值4臺灣機(jī)床出口主要國家（期間：2019年1月~10月單位：US$1000）排名出口國家出口額%1大陸（含香港）59964151.02美國1024788.73意大利389773.34馬來西亞386393.35泰國375113.2臺灣機(jī)床出口主要國家排名出口國家出口額%1大陸（含香港）595機(jī)床的種類以其用途、性能、價格等可分為多種，每個國家及各種企業(yè)都生產(chǎn)自己所擅長的產(chǎn)品。亞洲各國生產(chǎn)的價格低廉銷路好的機(jī)種，歐洲各國生產(chǎn)高價格、高性能的特殊用途產(chǎn)品，美國則兩面兼顧，日本以高性能泛用型的產(chǎn)品占優(yōu)勢。機(jī)床的種類以其用途、性能、價格等可分為多種，每個國家及各種企6航空飛機(jī)特殊機(jī)床一般機(jī)床汽車、家電3C產(chǎn)業(yè)機(jī)器一般零件機(jī)床制造廠機(jī)床等級美國（傳統(tǒng)廠商）德國日本韓國、臺灣美國（新型廠）高低機(jī)床競爭力及其領(lǐng)域ComputerCommunicationConsumerElectronic航空特殊機(jī)床汽車、家電一般零件機(jī)床制造廠機(jī)床等級美國（傳統(tǒng)廠7機(jī)床發(fā)展趨勢市場面產(chǎn)品面技術(shù)面?zhèn)鹘y(tǒng)重切削低價化競爭品質(zhì)穩(wěn)定通用競爭型機(jī)床低價可靠性鎂鋁輕合金加工比例增加曲面精度與表面粗糙度要求提高加工效率要求提高高速加工概念普及現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)床主軸高速化進(jìn)給高速化高速數(shù)控裝置綠色技術(shù)機(jī)床發(fā)展趨勢市場面產(chǎn)品面技術(shù)面?zhèn)鹘y(tǒng)重切削通用競爭型低8現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)床高速機(jī)床（DN>100萬）高進(jìn)給機(jī)床（feedrate>60m/min）復(fù)合機(jī)床（立臥復(fù)合、車銑復(fù)合）并聯(lián)機(jī)床（parallelstructure）超精密機(jī)床（accuracyto0.1micron）微型機(jī)床（smallsize）現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)床高速機(jī)床（DN>100萬）9高速機(jī)床（Highspeedmachinetool）定義：DN值超過一百萬的機(jī)床D：工件直徑mm、N：轉(zhuǎn)速rpm一般主軸轉(zhuǎn)速在20,000rpm以上所需技術(shù)內(nèi)藏式主軸、陶瓷軸承、氣壓軸承、電磁軸承高速機(jī)床（Highspeedmachinetool）定10內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）11內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）采用無外殼電機(jī)，將帶有冷卻套的電機(jī)定子裝配在主軸單元的殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)部件做成一體，主軸的變速完全由變頻交流電機(jī)控制，使變頻電機(jī)和機(jī)床主軸合二為一．

內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）12混合陶瓷球軸承（Hybridballbearing）混合陶瓷球軸承．即滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球，軸承套圈仍為鋼圈。陶瓷軸承具有質(zhì)量輕離心力小、楊氏模量高彈性變形小、線膨脹系數(shù)小而熱量產(chǎn)生少等突出優(yōu)點(diǎn)。這種軸承標(biāo)準(zhǔn)化程度高，對機(jī)床結(jié)構(gòu)改動小，便于維護(hù)保養(yǎng)，特別適合高速運(yùn)行場合，它的DN值已超過2.7×106。用其組裝的高速電主軸，能兼得高速、高剛度、大功率、長壽命等優(yōu)點(diǎn)．

混合陶瓷球軸承（Hybridballbearing）13靜液壓軸承（Hydrostaticbearing）靜液壓軸承（Hydrostaticbearing）14主軸高速化變遷1234501970198019902000100200300DN×1041:圓錐滾柱軸承強(qiáng)制循環(huán)給油2:斜角滾珠軸承油脂潤滑3:陶瓷軸承油霧潤滑4:斜角滾珠軸承噴射潤滑5:陶瓷軸承油脂潤滑主軸高速化變遷1234501970198019902000115JIMTOF展出機(jī)床統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)JIMTOF展出機(jī)床統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)16高進(jìn)給機(jī)床（Highfeedratemachinetool）定義：進(jìn)給速度超過60m/min的機(jī)床高進(jìn)給機(jī)床（Highfeedratemachinet17大導(dǎo)程滾珠絲杠+直線導(dǎo)軌日本NSK公司專門為高速機(jī)床開發(fā)的HMC系列滾珠絲杠，絲杠導(dǎo)程幾近其直徑的1/2。NSK公司也已開發(fā)出世界首例導(dǎo)程/直徑比為3的滾珠絲杠系列（TripleLeadSeries），主要在機(jī)器人和運(yùn)輸設(shè)備上使用。

大導(dǎo)程滾珠絲杠+直線導(dǎo)軌日本NSK公司專門為高速機(jī)床開發(fā)的18直線電機(jī)（Linearmotor）工作原理

簡單地說，直線電機(jī)可以看成普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)展開呈直線。其原理與磁懸浮列車前進(jìn)的原理差不多。直線電機(jī)（Linearmotor）工作原理19直線電機(jī)的構(gòu)成直線電機(jī)的構(gòu)成20直線電機(jī)的構(gòu)成直線電機(jī)的構(gòu)成21直線電機(jī)伺服系統(tǒng)直線電機(jī)伺服系統(tǒng)22機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢課件23直線電機(jī)應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)高加減速、高速化適合長行程高定位精度低噪音清潔可串并聯(lián)使用缺點(diǎn)馬達(dá)發(fā)熱防塵防水結(jié)構(gòu)磁氣吸引力停電對策直線電機(jī)應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)24直線電機(jī)機(jī)床技術(shù)市場發(fā)展趨勢日本專家預(yù)計(jì)2019年年底，直線電機(jī)機(jī)床成長至機(jī)床總體市場的15%2019年以后，直線電機(jī)機(jī)床年平均成長率為15%~20%至2019年，直線電機(jī)機(jī)床產(chǎn)值將超過機(jī)床總體市場的40%資料來源：日本機(jī)械工具2019年1月直線電機(jī)機(jī)床技術(shù)市場發(fā)展趨勢日本專家預(yù)計(jì)資料來源：日本機(jī)械工25高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）26高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）27機(jī)床結(jié)構(gòu)演化機(jī)床結(jié)構(gòu)演化28機(jī)床結(jié)構(gòu)有限元分析機(jī)床結(jié)構(gòu)有限元分析29立臥復(fù)合綜合加工機(jī)床立臥復(fù)合綜合加工機(jī)床30車銑復(fù)合加工機(jī)床車削中心具有X、Y、Z和C軸控制，可以對零件進(jìn)行軸向和徑向車、銑加工。對和軸線成夾角的斜面無能為力，只有請加工中心來幫忙。車銑復(fù)合機(jī)床在車削加工中心的機(jī)床上增加B軸，由B軸控制加工零件的斜面。車銑復(fù)合加工機(jī)床車削中心具有X、Y、Z和C軸控制，可以對零件31車銑復(fù)合加工機(jī)床車銑復(fù)合加工機(jī)床32并聯(lián)機(jī)床（Paralleltypemachinetool）并聯(lián)機(jī)床（Paralleltypemachinetoo33并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床34并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床35高速五面加工

數(shù)控機(jī)床高速五面加工

數(shù)控機(jī)床36超精密定位工作臺

（High-precisionpositioningtable）超精密定位工作臺

（High-precisionposit37超精密加工機(jī)床（High-precisionmachinetool）超精密加工機(jī)床（High-precisionmachine38超精密加工機(jī)床超精密加工機(jī)床39超精密加工機(jī)床超精密加工機(jī)床40微型機(jī)床（Micromachinetools）Travel50mm(forX、Y、Z)Resolution0.001m(forX、Y、Z)Accuracy0.05m(forX、Y、Z)StraightnessandFlatness±0.03m/50mmRepeatability±0.03m(forX、Y、Z)FeedbackLaserEncoder微型機(jī)床（Micromachinetools）Trave41MicromachinetoolsHorizontalMiniMachinetoolVerticalmillingmachinetoolMicromachinetoolsHori42MicromachiningMicromachining43GeneralTrendinManufacturingMoreprecisebetterquality,betterfunctionalityMorecost-effectivebettervaluetocustomer,morecompetitiveMoreproductiveeasiermanufacturability,reducedcostGeneralTrendinManufacturing44機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢45機(jī)床生產(chǎn)前七大國生產(chǎn)產(chǎn)值

（占世界產(chǎn)值85%以上）機(jī)床生產(chǎn)前七大國生產(chǎn)產(chǎn)值

（占世界產(chǎn)值85%以上）46世界機(jī)床生產(chǎn)國排名單位：產(chǎn)值：百萬美金20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值%1日本8833.523.91日本7899.921.22德國6963.018.82德國7438.020.83美國3834.710.43美國4114.211.54意大利3544.59.64意大利2945.38.25中國大陸2197.05.95中國大陸2623.07.37中國臺灣1898.35.17中國臺灣1580.54.4世界機(jī)床生產(chǎn)國排名20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值47世界機(jī)床出口國排名單位：產(chǎn)值：百萬美金20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值%1日本6907.7321日本5513.526.92德國4016.218.62德國4256.621.13意大利1779.78.23意大利1777.38.64瑞士1769.38.24瑞士1717.08.45中國臺灣1532.17.15美國1388.16.87中國臺灣1344.26.6世界機(jī)床出口國排名20002019排名國家產(chǎn)值%排名國家產(chǎn)值48臺灣機(jī)床出口主要國家（期間：2019年1月~10月單位：US$1000）排名出口國家出口額%1大陸（含香港）59964151.02美國1024788.73意大利389773.34馬來西亞386393.35泰國375113.2臺灣機(jī)床出口主要國家排名出口國家出口額%1大陸（含香港）5949機(jī)床的種類以其用途、性能、價格等可分為多種，每個國家及各種企業(yè)都生產(chǎn)自己所擅長的產(chǎn)品。亞洲各國生產(chǎn)的價格低廉銷路好的機(jī)種，歐洲各國生產(chǎn)高價格、高性能的特殊用途產(chǎn)品，美國則兩面兼顧，日本以高性能泛用型的產(chǎn)品占優(yōu)勢。機(jī)床的種類以其用途、性能、價格等可分為多種，每個國家及各種企50航空飛機(jī)特殊機(jī)床一般機(jī)床汽車、家電3C產(chǎn)業(yè)機(jī)器一般零件機(jī)床制造廠機(jī)床等級美國（傳統(tǒng)廠商）德國日本韓國、臺灣美國（新型廠）高低機(jī)床競爭力及其領(lǐng)域ComputerCommunicationConsumerElectronic航空特殊機(jī)床汽車、家電一般零件機(jī)床制造廠機(jī)床等級美國（傳統(tǒng)廠51機(jī)床發(fā)展趨勢市場面產(chǎn)品面技術(shù)面?zhèn)鹘y(tǒng)重切削低價化競爭品質(zhì)穩(wěn)定通用競爭型機(jī)床低價可靠性鎂鋁輕合金加工比例增加曲面精度與表面粗糙度要求提高加工效率要求提高高速加工概念普及現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)床主軸高速化進(jìn)給高速化高速數(shù)控裝置綠色技術(shù)機(jī)床發(fā)展趨勢市場面產(chǎn)品面技術(shù)面?zhèn)鹘y(tǒng)重切削通用競爭型低52現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)床高速機(jī)床（DN>100萬）高進(jìn)給機(jī)床（feedrate>60m/min）復(fù)合機(jī)床（立臥復(fù)合、車銑復(fù)合）并聯(lián)機(jī)床（parallelstructure）超精密機(jī)床（accuracyto0.1micron）微型機(jī)床（smallsize）現(xiàn)代先進(jìn)機(jī)床高速機(jī)床（DN>100萬）53高速機(jī)床（Highspeedmachinetool）定義：DN值超過一百萬的機(jī)床D：工件直徑mm、N：轉(zhuǎn)速rpm一般主軸轉(zhuǎn)速在20,000rpm以上所需技術(shù)內(nèi)藏式主軸、陶瓷軸承、氣壓軸承、電磁軸承高速機(jī)床（Highspeedmachinetool）定54內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）55內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）采用無外殼電機(jī)，將帶有冷卻套的電機(jī)定子裝配在主軸單元的殼體內(nèi)，轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)部件做成一體，主軸的變速完全由變頻交流電機(jī)控制，使變頻電機(jī)和機(jī)床主軸合二為一．

內(nèi)藏式電主軸（Integralmotorspindle）56混合陶瓷球軸承（Hybridballbearing）混合陶瓷球軸承．即滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球，軸承套圈仍為鋼圈。陶瓷軸承具有質(zhì)量輕離心力小、楊氏模量高彈性變形小、線膨脹系數(shù)小而熱量產(chǎn)生少等突出優(yōu)點(diǎn)。這種軸承標(biāo)準(zhǔn)化程度高，對機(jī)床結(jié)構(gòu)改動小，便于維護(hù)保養(yǎng)，特別適合高速運(yùn)行場合，它的DN值已超過2.7×106。用其組裝的高速電主軸，能兼得高速、高剛度、大功率、長壽命等優(yōu)點(diǎn)．

混合陶瓷球軸承（Hybridballbearing）57靜液壓軸承（Hydrostaticbearing）靜液壓軸承（Hydrostaticbearing）58主軸高速化變遷1234501970198019902000100200300DN×1041:圓錐滾柱軸承強(qiáng)制循環(huán)給油2:斜角滾珠軸承油脂潤滑3:陶瓷軸承油霧潤滑4:斜角滾珠軸承噴射潤滑5:陶瓷軸承油脂潤滑主軸高速化變遷1234501970198019902000159JIMTOF展出機(jī)床統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)JIMTOF展出機(jī)床統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)60高進(jìn)給機(jī)床（Highfeedratemachinetool）定義：進(jìn)給速度超過60m/min的機(jī)床高進(jìn)給機(jī)床（Highfeedratemachinet61大導(dǎo)程滾珠絲杠+直線導(dǎo)軌日本NSK公司專門為高速機(jī)床開發(fā)的HMC系列滾珠絲杠，絲杠導(dǎo)程幾近其直徑的1/2。NSK公司也已開發(fā)出世界首例導(dǎo)程/直徑比為3的滾珠絲杠系列（TripleLeadSeries），主要在機(jī)器人和運(yùn)輸設(shè)備上使用。

大導(dǎo)程滾珠絲杠+直線導(dǎo)軌日本NSK公司專門為高速機(jī)床開發(fā)的62直線電機(jī)（Linearmotor）工作原理

簡單地說，直線電機(jī)可以看成普通旋轉(zhuǎn)電機(jī)展開呈直線。其原理與磁懸浮列車前進(jìn)的原理差不多。直線電機(jī)（Linearmotor）工作原理63直線電機(jī)的構(gòu)成直線電機(jī)的構(gòu)成64直線電機(jī)的構(gòu)成直線電機(jī)的構(gòu)成65直線電機(jī)伺服系統(tǒng)直線電機(jī)伺服系統(tǒng)66機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢課件67直線電機(jī)應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)高加減速、高速化適合長行程高定位精度低噪音清潔可串并聯(lián)使用缺點(diǎn)馬達(dá)發(fā)熱防塵防水結(jié)構(gòu)磁氣吸引力停電對策直線電機(jī)應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)68直線電機(jī)機(jī)床技術(shù)市場發(fā)展趨勢日本專家預(yù)計(jì)2019年年底，直線電機(jī)機(jī)床成長至機(jī)床總體市場的15%2019年以后，直線電機(jī)機(jī)床年平均成長率為15%~20%至2019年，直線電機(jī)機(jī)床產(chǎn)值將超過機(jī)床總體市場的40%資料來源：日本機(jī)械工具2019年1月直線電機(jī)機(jī)床技術(shù)市場發(fā)展趨勢日本專家預(yù)計(jì)資料來源：日本機(jī)械工69高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）70高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）高速切削技術(shù)（HighSpeedCutting）71機(jī)床結(jié)構(gòu)演化機(jī)床結(jié)構(gòu)演化72機(jī)床結(jié)構(gòu)有限元分析機(jī)床結(jié)構(gòu)有限元分析73立臥復(fù)合綜合加工機(jī)床立臥復(fù)合綜合加工機(jī)床74車銑復(fù)合加工機(jī)床車削中心具有X、Y、Z和C軸控制，可以對零件進(jìn)行軸向和徑向車、銑加工。對和軸線成夾角的斜面無能為力，只有請加工中心來幫忙。車銑復(fù)合機(jī)床在車削加工中心的機(jī)床上增加B軸，由B軸控制加工零件的斜面。車銑復(fù)合加工機(jī)床車削中心具有X、Y、Z和C軸控制，可以對零件75車銑復(fù)合加工機(jī)床車銑復(fù)合加工機(jī)床76并聯(lián)機(jī)床（Paralleltypemachinetool）并聯(lián)機(jī)床（Paralleltypemachinetoo77并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床78并聯(lián)機(jī)床并聯(lián)機(jī)床79高速五面