绿色、环保话题对于中国的制造业来说并不陌生，在某些制造领域甚至息息相关，如现在国家倡导的绿色能源，比如风电、核电、水力发电等等，哪一种发电技术都离不开机械制造。相对而言，这些领域零部件的制造，也集成了现在科学技术和机械加工的最新技术水平，并且其越来越高的需求促进着制造业不断向前发展。

提及机械加工，现代社会对加工技术有一定要求，那么什么样的解决方案可以称之为完美的方案？德马吉认为，首先它应该具有更高的灵活性，能够符合各种不同的形状和组合的产品；其次，它应具备高效的生产力；另外，可以加工出更高的表面精度和质量；然后，具备更短的制造周期来迎合市场；最后一点，可以实现单件小批量的频繁转换，就是要具有柔性。从这些意义上来说，多轴、高速设备是现在这个阶段最好的解决方案。那么在能源行业，无论是蒸汽涡轮机、燃气涡轮机，还是核能或者风力发电机，它都要由各种大小不同的零件组成。德马吉在这个行业里辛勤耕耘多年，并根据市场需求不断调整产品结构，改进加工工艺。接下来我们详细介绍德马吉机床的特点并重点分析三个典型零部件的加工：大型螺旋伞齿副、行星架和叶片。

独特技术引领节能

高效、高速加工中有几个要素需要实现，首先要实现高精度，第二要实现高的加速度，第三要实现高的可靠性，也就是重复定位精度，第四就是具有高度的稳定性。

图1   带有自动交换工作台的铣车复合加工机床

要想实现这样的效果，首先要有一个智能的大脑，这个大脑就是机床的控制系统。德马吉的数控系统独具特色，显示屏尺寸是19in，具备了许多智能的功能，从上面能直观的看出主轴的温度、主轴的震动以及主轴的功率负载等。同时，它带有一把智能钥匙。里面存有IC识别信息，德马吉把操作人员的水平分成1、2、3、4四个不同等级，每级都具备不同的授权。有的授权只能启动机床和程序，但无法修改，但有的授权可以打开所有的程序进行调整。这样可以避免由于人员水平不同而带来的误操作，最大限度地减少机床的故障产生。这种智能系统可以给企业带来安全，也可以给操作带来安全。

越是复杂的机床，操作起来就越是复杂，怎么样使得一台复杂的机床使用起来更简单，是每一个机床厂面临的挑战。智能式的对话系统，使得五轴复合加工的操作易如反掌。它的内部配有模拟仿真功能，在电脑上就可以实现3D模拟仿真，再也无需用木头或者塑料的替代品实际进行试切。这是一种节能的方法。采用这种方法，我们称之为虚拟机床加工，目前已经在德马吉的机床上大规模使用。同时，针对客户的需求，机床还配有自动防撞系统，在数控系统内部自动实时监控机床各部件间的空间相对位置，可以保护机床防止发生防撞，避免了人为的误操作。

德马吉另一个特别的技术，叫做ATC（Application Turning Cycle）功能。设备可以在最短的时间内对机床进行自动优化，针对不同的工件和工艺，调整到最合适的状态来进行加工。利用ATC功能操作者可以在三种不同的模式间进行选择：速度优先模式，表面质量优先模式和精度优先模式。这可以帮助很多经验还不够丰富的操作人员提高操作水平和对机床的实际利用效率，节约反复摸索，寻求优化参数的时间。例如在进行粗加工时，可以选择速度优先模式，最大限度发挥机床的效率，减少粗加工时间。同样，在进行精加工时，如果是对表面质量有较高要求的模具类零件，可以选在表面质量优先模式，使加工出来的零件具有更好的表面质量；反之若是一些精密的零部件则可以选择精度优先模式，牺牲一些加工时间来获得更高的精度。

同时，针对五轴联动机床的精度保持问题，德马吉还提供校正各轴精度漂移的技术，可以保证机床的动态精度并重复找正。德马吉在此提供的是一个叫做3D QuickSET的功能包，利用这项功能，操作者只需通过简单操作即可动态测量5轴机床各轴的相对位置精度，并可以相应调整机床的基本参数，达到快速校正机床精度的目的。

德马吉的机床本身就是绿色环保型机床。首先在机床的设计阶段通过减少运动部件的质量，可以节约驱动所需能源。其次我们还提供“AUTO shutdown”和“GREEN mode”两种功能来节约机床所消耗的能源。“AUTO shutdown”功能可以在无人操作的情况下，当机床运行完所有的程序后，自动将机床转入省电休眠状态，大大减少不必要的开机时间，降低能源消耗；“GREEN mode”功能通过在线调整机床的进给速度来控制切削力，将加工负载维持在一个稳定的水平，避免速度起伏所带来的过多能源消耗。

能源领域零件的高效加工

1. 大型螺旋伞齿轮的加工

螺旋伞齿轮的加工一直被视为难点，特别是直径1.2m以上的大型螺旋伞齿轮的加工，由于缺乏有效的大尺寸的加工设备，在前几年一直属于一个加工难题。目前大的螺旋伞齿轮的应用更加广泛，如建筑机械、船用动力传输、风力发电、搅拌机甚至轧钢机这些领域都有应用。原因在于圆柱齿轮的轴线是平行的，而螺旋伞齿轮可以是正交的，而且齿形更长，啮合平稳，扭矩传递的更大，占用空间更小，所以效率更高。世界上有两大极具实力的螺旋伞齿轮磨床的制造公司，一个是美国的格里森，一个是德国的克林贝格。它们两家分别开发了各自的螺旋伞齿轮体系，互不相容，所以很多国内客户如果买了其中一家公司的产品，那么接下来的发展路线基本就要一直遵循这家公司，而很难转型再购置其他产品。

其实螺旋伞齿轮不复杂，就是集成了车、铣，以及倒角加工，而原来的螺旋伞齿轮，基本都用磨齿机、滚齿机来做，那么是否存在一种通用的加工方式，能让用户免去束缚，对螺旋伞齿轮进行高效加工呢？德马吉在此提供了最新的铣车复合加工中心及自主开发的齿轮加工软件，从软件和硬件两方面解决了这一技术难题。铣车复合加工中心就是在一台机床上同时进行车削加工和铣削加工。这种加工方式具有很有优势，投资少，人员成本低，占地少；而且使用标准刀具，成本降低，供货简单；车铣复合加工方式更灵活，生产周期短；并且可以在一台机床上完成轴齿和盘齿的软齿面及硬齿面加工。可以极大缩短加工时间和成本，提高加工效率。下例为一盘齿及轴齿的实际加工参数。

图2   利用monoBlock机床加工叶片

这种技术一经推出，就获得了巨大的成功。不得不说我国现在的螺旋伞齿轮潜在市场巨大，特别是现在中国对基础建设投资继续加大的情况下，螺旋伞齿轮订单还是比较多的。德马吉的机床，包括交钥匙在内，大概在150～160万欧元左右，这也是非常具有竞争优势的，因为实现同样的加工目的，克林贝格的报价可能会比我们高出一半。因为我们机床和解决方案可以同时加工盘齿及轴齿，就是说还要在这个机床的六轴五联动基础上加上轴齿加工功能。截至目前为止，我们可以满足客户的最高要求是DIN3级，它的经济性能和效率都是非常有潜力的。

2. 行星架的加工

针对能源行业零件尺寸大的特点，德马吉在原有中小规格机床的基础上，经过多年的技术开发，已经形成了完整的龙门机床系列。如DMU 340 FD，可以对最大直径3.4m的工件进行铣车复合加工。并提供包括电主轴及齿轮箱主轴在内的多种主轴以供用户选择。德马吉具有专利技术的5X TorqueMASTER齿轮箱主轴可以提供高达1550N·M的扭矩，非常适合能源行业大型结构件的加工。DMU 340 FD的工作台设计采用直接驱动的铣车复合（FD）工作台。这种工作台内置力矩电机，直接驱动工作台的转动，无需机械传递元件（齿轮箱），无磨损、无反向间隙，且可靠性高。工作台装载10T的工件，可以120r/min的转速进行车削加工。可以实现更好的定位精度和加工效率。

另外，德马吉最新的DMU 600 P龙门加工中心，是基于德马吉超过800多台龙门机床的生产经验基础之上推出的又一款龙门机床，最大加工行程可以达到6m，适用于能源行业大型零件的加工。它可以更换铣头，通过使用不同的铣头可以实现AC轴或者BC轴配置，满足不同特点零件的加工。

DMU 600 P突出特点是独有的模块化平台结构。包括实心铸造的12m长床身，龙门和多种可选工作台，以及在一台机床上进行车铣加工复合加工功能。

针对行星架的加工德马吉为客户提供了一种更加高效的方案。我们向客户推荐了带有自动交换工作台的铣车复合加工机床。如图1所示：

在这里德马吉仍采用铣车复合一次完成的加工方式。在一台机床上大大集成了加工内容，减少了不必要的反复装夹，既提高了加工效率又提高了加工精度。先把行星架的外圆进行粗车、精车，把上面该有孔的地方加工完成。然后再掉过头装卡进行车铣，因为如果先进行车削再铣削，或者先铣削完再车削，都是非常麻烦的，周期很长，而且需要反复装卡。

而采用德马吉的车铣复合加工中心，经过三次装卡就能完成这个零件的加工。通过这样的方法，最终可以实现非常高的精度。

特别是在车铣过程中，利用德马吉具有专利技术的的立卧转换主轴可以根据零件的特点，更方便地选择立式加工或者卧式加工方式，甚至在车削的时候还可以倾斜，避免刀杆和工件的干涉。可以大大缩短所需刀杆的长度，提高刚性。

3. 叶片的加工

叶片是汽轮机、航空发动机、鼓风机、轴流压缩机等设备的核心部件之一，它起着将动能转换为机械能的作用，汽轮机等设备效率的高低，很大程度上取决于叶片型面的设计和制造水平。目前，国内外大型汽轮机叶片的型面加工均采用五轴联动机床。对于叶片的加工，德马吉主要为客户提供两种解决方案。一种是采用车铣复合的方式，利用车床的双主轴，对向夹持叶片两端，然后用一个可以正负120°摆动的转速达12000r/min的铣削主轴来加工。

另外一个方案是在德马吉原有的monoBlock机床的基础上，针对叶片加工的特点，对工作台进行改装，使之能够完全适应叶片的高精高效加工。具体做法是：将原有的工作台面完全移除，在工作台底座上加装两条直线导轨，在导轨上在加装两个旋转分度头，用于夹持叶片的两端，同时还可以根据叶片的长度而自动调整两分度头间距，以适合不同长度叶片的加工。目前最长可以加工到1m。

这种加工方案相对于传统的叶片加工专用机床而言，具有更高的柔性，同时在价格上也更具竞争力。打破了一些专业公司在这个领域的垄断，为客户提供了更多的选择。