【機床商務網欄目 市場分析】【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CIMT2025展會，筆者關注到有20家展商(國內14家、國外6家)展示了數控超聲加工機床、超聲清洗設備、超聲去毛刺機床和機床附件式超聲裝備，本文對部分展品進行簡單評述。
 

　　一、數控超聲加工機床
 

　　從8家廠商展出的19臺超聲加工機床來看，數控超聲加工機床呈現出大振幅、高效率和智能化等特點，加工效率、加工表面質量和智能化監控等方面均有所提升。
 

　　1. 實現超聲高速、高質和綠色加工
 

　　德國EXERON公司推出的超聲高速加工中心，采用了最大轉速42000r/min的超聲加工電主軸。中國臺灣友嘉國際數控機床有限公司的超聲加工中心采用了主軸附加超聲刀柄的模塊式設計，具備高速、無線傳輸的特點。匯專科技集團股份有限公司的超聲綠色立臥轉換五軸聯動加工中心，將超聲加工系統、微量潤滑冷卻技術及超臨界CO2低溫冷卻系統融入機床設計，在實現高效高質量加工的同時實現綠色加工。
 

匯專科技的超聲綠色立臥轉換五軸聯動加工中心
 

　　2. 控制系統進一步優化
 

　　江蘇集萃華科智能裝備科技有限公司的智慧超聲波五軸加工中心，配備西門子Sinumerik ONE系統，具備智慧警示和自診斷功能，極大簡化了操作與維護流程。ProcessBox工藝盒子可收集多元數據并通過機器學習優化數控程序，減少輔助加工時間。
 

集萃華科GV800+JUS智慧超聲波五軸加工中心
 

　　3. 機床精度和穩定性提高
 

　　西安超克能超聲技術研究院有限公司的超聲立式加工中心，可對硬、脆、黏等特殊材料或復合材料進行鉆、銑、磨削等加工，具有高剛性、高強度和較好幾何形位精度等特點。山東豪邁數控機床有限公司的XSG系列超聲精密加工中心，采用龍門結構、直線電機驅動以及全閉環控制，定位精度3μm，其超聲波氣浮主軸最大轉速為60000r/min，可產生30-100kHz的超聲高頻振動，主要面向硬脆材料和復合材料加工。
 

豪邁機床的數控公司的超聲精密加工中心
 

　　4. 實現硬脆材料高深徑比微孔加工
 

　　匯專科技的UEM-600型超聲雕銑加工中心，采用超聲整體式主軸，最高轉速可達50000r/min，在單晶硅曲面電極加工上可實現直徑0.45mm、深徑比55:1的超深微孔加工。蘇州尚匠超聲設備有限公司的超聲振動加工中心，可在碳化硅、氧化鋯、氧化鋁等硬脆材料實現直徑0.1-0.6mm微孔加工，孔損傷得到有效抑制。
 

蘇州尚匠的超聲振動加工中心
 

　　5. 金屬材料微孔加工技術取得突破
 

　　蘇州尚匠的超聲振動加工中心通過優化超聲振動頻率和振幅控制，針對鈦合金、高溫合金、硬質合金和鎢鋼等高硬度金屬材料實現了高精度微孔加工，最小孔徑可以達到0.08mm，而且毛刺得到有效抑制。
 

　　6. 實現了智能化監測與控制
 

　　寧慶空天智能裝備(南京)股份有限公司的超聲龍門加工中心，搭配在線測量和非接觸式對刀儀，能在線檢測刀具平衡與磨損，并提供了虛擬機床方案，以機床“數字化雙胞胎”實現生產流程的可視化。日本發那科的超聲加工中心，集成AI伺服監控，通過使用深度學習算法，將與正常加工數據的偏離值量化，無需傳感器就可實現可視化主軸和進給軸的變化。深圳市青鼎裝備有限公司在清華大學透明超聲加工裝備研究成果的基礎上，推出了基于超聲加工技術的刀具磨損狀態智能監控系統，可對加工過程中超聲頻率、電學性能、刀具負載等參數進行識別，監測刀具磨損、崩刃、斷刀等狀態，可有效利用刀具使用壽命極限，為高附加值零件的精細加工提供穩定保障。
 

青鼎裝備基于超聲加工技術的刀具磨損狀態智能監控系統
 

　　7. 向大型復雜結構件矢量化融合加工領域拓展
 

　　中國機械總院集團江蘇分院有限公司的Gm6025大型超聲復合鉆銑五軸龍門數控機床，能一次性加工各種大尺寸的復合材料工件，實現了RTCP(rotational tool center point，旋轉刀具中心點)刀尖跟隨程序控制與五軸聯動矢量化加工，可滿足難加工材料自由曲面、復雜結構件的聯動加工以及實際生產的精度效能需求。
 

機械總院江蘇分院的Gm6025大型超聲復合鉆銑五軸龍門數控機床
 

　　二、超聲清洗設備
 

　　由3家廠商展出的5臺超聲清洗設備呈現如下特點。
 

　　1. 設備功能不斷優化
 

　　美國清洗技術集團的籃筐清洗系統在單個清洗腔內完成清洗、漂洗和干燥，并采用噴淋、浸沒、超聲波三重清洗工藝。該公司還研發了多頻超聲波清洗系統，可實現恒溫控制水槽溫度，提升了自動化控制水平。
 

　　2. 實現自動化、模塊化設計
 

　　清洗技術集團的MAQ-4-1622模塊化水槽清洗系統采用串聯式多槽清洗系統，可增加所需水槽的數量進而增加清洗、漂洗或干燥等功能，并采用了全球兼容的西門子控制系統。北京泰拓精密清洗設備有限公司的TCM系列全工藝模塊化在線組合清洗系統，采用全工藝模塊化單元設計，用戶可視實際需求自由配置組合。
 

　　3. 設備性能進一步提升
 

　　江蘇港星方能超聲洗凈科技有限公司的CNC數控高壓清洗機，采用FANUC Oimate-MF系統，高壓泵采用德國WOMA品牌，加裝溫控系統，有效保證高壓泵使用壽命，旋轉接頭可承受最高700kg水壓。
 

　　4. 自動化程度大幅提高
 

　　無錫杰瑞德自動化科技有限公司的通過式超聲波清洗機、旋轉紊流超聲波清洗機、多槽機械臂超聲波清洗機等，集超聲波清洗、噴淋清洗、切風、熱風、干燥等工藝于一體。張家港市港威超聲電子有限公司的CG-TQ-5多工位真空碳氫超聲波清洗機，由脫氣超聲槽、真空超聲槽、真空干燥槽作為主要工作槽，循環過濾系統、真空負壓系統、蒸汽浴洗系統、回收系統、水冷卻系統等作為輔助功能。
 

　　三、超聲去毛刺機床
 

　　德國孚爾默公司展出的ultra TEC A25S超聲波去毛刺機床，采用高頻超聲變幅桿，在水槽中受發生器激勵產生特定頻率和振幅，形成空化氣泡非接觸去毛刺，保持刃口鋒利無熱應力，支持鈦合金精密部件處理，機床的超聲波頻率20~35 kHz，振幅±120 µm，適用于航空發動機葉片等零件的加工。
 

　　四、機床附件式超聲裝備
 

　　機床附件式的裝備因其具有使用靈活、可適配各種數控機床的特點，日益成為超聲系統最重要的研究和應用方向。本屆展會共有6家廠商展出多個超聲主軸、超聲刀柄以及超聲加工系統等機床附件式超聲加工裝備。
 

　　1. 超聲主軸
 

　　深圳邁菲精密有限公司的超聲主軸包括超聲電主軸與超聲機械主軸，刀具接口包括BT30、HSK-E32等，超聲頻率覆蓋20-60kHz，采用進口無軸承式高速旋轉接頭的創新結構設計，可調節刀具中心跳動至1μm以下。具有低速高剛性及高速低熱伸長特性，兼備低速攻鉆與高速銑削優勢。
 

邁菲公司的超聲機械主軸
 

　　2. 超聲刀柄
 

　　（1）結構剛性和加工精度進一步提升
 

　　深圳邁菲的超聲刀柄采用高剛性結構設計，工作頻率覆蓋20-75kHz，適用于鈦合金、不銹鋼等金屬材料以及玻璃、陶瓷等硬脆材料和復合材料的精密加工，尤其適合復雜曲面和微小結構的高效率、高精度加工。通用性強，兼顧多種CNC設備和個性化需求。
 

　　（2）加工性能進一步改善
 

　　匯專科技的超聲刀柄工作頻率為16-70kHz，最高轉速為30000r/min，能有效降低切削阻力，提升切削區域的冷卻效果，大幅提升加工效率，延長刀具壽命，廣泛適用于鉆削、銑削和攻絲等工藝。蘇州尚匠的超聲振動加工刀柄能使刀具具有104g-105g的加速度，可對工件進行高頻切削和分離式間歇性加工，減小刀具所受摩擦，減少熱量產生和切削阻力，可充分改善刀具切削性能。
 

　　（3）智能化水平進一步提高
 

　　深圳邁菲展出的超聲波智慧刀柄基于AI實時監測，實時傳輸在線檢測信號，能精準分析加工數據，通過直觀界面呈現刀具健康狀態，讓加工更加智能和高效。
 

　　（4）產品種類、加工范圍逐漸擴大
 

　　西安超克能超聲技術研究院有限公司展出了超聲內孔表面強化刀柄、超聲表面強化刀柄、超聲車削刀柄和超聲切削刀柄等，適用于鈦合金、碳纖維、玻璃等難加工材料的加工，滿足超低表面粗糙度、高壓應力、高抗疲勞性的零件加工需求，相較于磨削、滾壓和傳統噴丸工藝有很大的提升和改進，已達到鏡面加工的水平。
 

　　3. 超聲加工系統
 

　　常州正河源數控工具有限公司展出的超聲波銑削系統，可更換BT系列刀柄及HSK系列刀柄，具有不同機床的適配性。匯專科技展出了雙超聲(兼具超聲切割與銑削功能)綠色系統，超聲振動能量轉化效率高、振幅大、刀具連續切削溫升低，超聲切割銑削最高轉速為24000r/min，最大超聲振幅為50μm。
 

　　4. 超聲振動平臺
 

　　蘇州尚匠超聲設備有限公司展出的二維超聲振動平臺通過調控兩向超聲振動振幅和相位，驅動工件與切削工具之間的相對運動軌跡呈現橢圓形狀，提高運動軌跡的交叉和重疊，從而形成有利于改善表面粗糙度和降低切削熱的加工效果。此外，工件超聲振動對工具沒有尺寸要求，還提高了加工過程的控制能力。
 

　　來源：協會特種加工機床分會