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全新高速铣 |
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作者：德马吉（DMG） |
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如果不考虑被加工材料的因素，可以很容易地列出高效和经济切削工件的基本条件。其核心是材料切除量大，刀具使用寿命长，加工过程可靠和工件精度高，表面质量好。这就是说粗加工过程几乎是无法避免的（至少不能期待有重大突破性方法），大容量的切削仍然将在精密机床上大有作为，所以刀具将广泛使用高速高强度材料，例如PKD/CBN 或CVD。
这是高速切削技术出现的原因，特别是最近它正成为切削技术的重大发展方向之一。高速切削技术的材料切除量大，因此加工时间短。高速切削不易形成毛刺，后续加工需要的时间短，甚至是完全不需要。而且，由于切削力和刀具受力小，高速切削可满足更高尺寸精度和形状要求，以及更高表面质量的要求。最重要的是加工过程中热负荷低，这对减小被加工区的局部变形性能有积极的影响。
但是，所有这些特点都只是建立在理论基础之上的，除非机床结构能完全适应高速切削加工的要求。简单地使用高转速主轴根本不可能满足生产领域所需的高速切削要求。为此，全球切削领域的领先供应商德马吉公司特别开发了一个面向未来的适应所有加工尺寸要求的系列机床。该系列机床不仅在加工过程中满足所有要求，更能实现自动化目标，甚至将确立高速切削技术的全新标准。
HSC 20 linear：紧凑型高速加工中心
加工小型工件的HSC 20 linear机床是德马吉高速切削技术实力的一个代表机型（图1所示）。它拥有高质量、高速度加工所需的全部功能。更广义地说，它是一个动态性能好、精度高、结构紧凑、通用性强和智能化程度高的高尖技术机床。例如，X、Y和Z轴全部采用直线驱动技术和精密冷却技术，加速度可达2g，所有轴全部采用直接测量技术，主动冷却的高性能，42000r/min主轴带HSK-32刀柄，超高精度轮廓质量（标准为P5），超紧凑结构，占地面积只有2.5平方米，还提供大量扩展功能，从3轴扩展到5轴加工和采用转矩电机驱动的NC回转摆动工作台。 
图1 加工小型工件的HSC 20 linear机床
是德马吉高速切削技术实力的一个代表机型
除使用冷却液的HSC加工外，还可为该机床特配除尘系统，使HSC 20 linear可以加工石墨或铣削陶瓷胚体。闭环导向的冷却液流动由除尘和过滤的空气驱动，再通过两个阀回到加工区内。
HSC 55 linear：高速精密加工中心
全新理念设计开发的高速精密加工中心HSC 55 linear确立了动态性能、灵活性、尺寸精度和表面质量的全新标准（图2）。它采用龙门结构，具有超高刚性、热对称平衡结构，标配28000r/min高速主轴，所有轴全部采用直接驱动技术，加速度达2g和快移速度达80m/min，HSC 55 linear加工中心提供两个版本：带刚性工作台的3轴结构或带回转摆动工作台的5轴加工中心。两种工作台都由两个横向直线电机驱动（龙门结构），定位精度高。行程范围（X，Y和Z轴）3轴机型为450×580×400（mm），5轴机型为450×600×400（mm）。 
图2 高速精密加工中心HSC 55 linear
5轴机型的回转摆动工作台的两个轴（C轴和A轴）也分别采用直接驱动或转矩电机驱动。为确保加工重达200kg工件期间机床具有充足稳定性，工作台由扭矩为2000 Nm的机床自带液压夹紧系统夹持。
此外，加工区的合理安排和主轴的高转速使HSC 55 linear加工中心不仅是高速加工高硬钢材的理想选择，也是高速加工石墨材料的理想选择。落屑和排屑性能并不是唯一考虑的因素。所有驱动和导轨全部安装在加工区外，最大程度地避免了对加工过程的干扰。
德马吉选择28000r/min主轴作为HSC 55 linear加工中心的标配主轴。它具有一些重要和独特的特质：相对市场上的其它高速切削机床，其主轴的刚性更高。它不仅能降低加工过程中的振动，提高表面质量，延长刀具使用寿命，更大的刚性还使HSC 55 linear可采用更高材料切除速度进行粗加工。该机床也可以配18000r/min电主轴，还可选配42000r/min甚至60000r/min两种转速的主轴。
HSC 55 linear数控系统为新型DMG ERGOline Control控制面板和海德汉iTNC 530。除这个大家熟知的高技术含量的CNC数控系统优点外，例如控制精度高、编程容易，该数控系统还代表着德马吉公司在5轴机床领域20多年的技术领先实力。例如“碰撞监测”功能可以实时动态监测碰撞，因此能最有效地利用加工区域空间。“ACC”自动加速度控制功能使机床参数可以自动适应工件重量。因此，可以高速铣削重量轻的工件，用低速度铣削重量大的工件。机床允许手动输入重量信息，也可以自动称重。
HSC 75/105 linear：高端立式精密加工中心
德马吉公司的HSC 75/105 linear绝对是加工大型工件的最高端立式精密加工中心（图3）。由于它的所有轴全部采用最高动态性能的直接驱动技术，其高生产效率、高轮廓精度和高表面质量只是这个划时代产品的少数几项代表性优点。以德马吉全新设计理念为例，通过创新的选配功能，HSC 75/105 linear是该产品线中第一个提供B轴转矩电机驱动技术的机床，能扩展为5轴联动高速加工中心。
图3 加工大型工件的最高端立式精密加工中心
HSC 75/105 linear
这两种高速切削机床的所有轴全部为直线驱动，能产生高达2g的加速度和快移速度达90m/min，其性能的直接体现是它的生产效率提高了20%。龙门的紧固铸造结构和有限元优化的模块化床身构成了这台完美机床运动特性和最高表面质量的基础。而且，直接路径测量系统使加工精度和轮廓精度更无懈可击。
选配的5轴联动加工功能也是全新产品，转矩电机驱动的铣头摆动轴和快速NC回转分度工作台确保整台机床毫不牺牲任何动态性能和精度。另一个重要优点是加工区域更大，通过改善床身结构使该机床落屑和操作接近性更好。而且横向机床门和前门使机床顶端允许吊车在整个加工区进行装卸。
在数控系统方面，立式高速精密加工中心HSC 75/105 linear以及所有德马吉全新设计理念开发的全部机床都采用基于海德汉（iTNC 530）和西门子（Sinumerik 840D powerline）的DMG ERGOline Control控制面板带高速3D控制功能。人机友好的控制面板，19”TFT液晶显示屏和3D软件，不仅具有最高3D控制技术，还具有创新的软件工具ATC（应用调节循环）。只需要按下按键就能在工件程序中根据表面质量、速度或精度默认值自动选择经过优化的加工参数。它不是记录每一种加工过程，例如用机床固定的基本参数进行粗加工或高速精加工，ATC功能是按照工件最佳结构和目标方式自动优化加工特性。因此，能最大限度地缩短加工时间，提高质量。HSC 75/105 linear允许选择大量选配功能，例如提高自动化程度。
高可靠自动化功能，高速切削产品线
德马吉全新HSC linear系列机床的适应能力得益于多年来德马吉在该市场取得的突出竞争优势。这不仅表现在工模具行业的高硬材料加工方面，也表现在新应用领域，例如石墨或铜材的软材料加工或汽车工业或快速发展的医疗工程领域的高速精密加工。在所有工业化领域中还有一个明显的发展趋势是自动化。另一方面是降低操作难度或最大限度降低人工成本，在安全和可靠基础上提高整体生产效率。
因此，除了以上介绍的高速切削优点外，德马吉HSC linear系列机床还提供大量智能化的自动化功能。例如HSC 20 linear机床可选配新的LM 100工件存放系统，特别适用于小型工件。这个存放系统包括多种满足用户要求的装卡系统，它可存放99个零件，用龙门工件装运机送至加工位置。在刀具方面，还能选配60刀位的刀库。
大型精密加工中心HSC 55/75/105 linear采用超大紧凑型托盘库，支持20个单件重量为100kg的工件。该机床的刀库为150刀位，供刀时间短，换刀速度快。
所有这些自动化功能还有一个突出特点，就是不限制对机床加工区的接近性，因为它们紧密集成。此外，德马吉能在客户现场为所有机床增加柔性机械手的自动化功能。 (end)
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(8/28/2008) |
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