在EMO展會(huì)上,ULTRASONIC 20直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床首次亮相。機(jī)床采用轉(zhuǎn)速為40000r/min 的水冷USB主軸,超聲波刀具和傳統(tǒng)刀具可以在同一主軸上使用。機(jī)床可進(jìn)行3、4或5軸加工,進(jìn)行超精硬切削和軟切削,并具有極高的重復(fù)精度和卓越的表面加工質(zhì)量。
企業(yè)為確保未來(lái)的效益不斷增長(zhǎng),發(fā)展的目標(biāo)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向小型化,開始使用陶瓷、玻璃、碳化物等創(chuàng)新材料以及有效地制造這些材料。在EMO展會(huì)上首次亮相的DMG(德馬吉)生產(chǎn)的ULTRASONIC 20直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床,成為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的理想裝備。
ULTRASONIC 20直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床建立了新的標(biāo)準(zhǔn),X、Y和Z軸的橫向行程為200 mm,定位精度為Pmax =±2.5µm,具有直線驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的高效能(>1.4 g)、卓越的表面質(zhì)量(Ra<0.2µm)和靈活性(3到5軸)。
ULTRASONIC 20直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床擁有該公司制造成功的同系列機(jī)床取得的所有特點(diǎn)。這一點(diǎn)從它能進(jìn)行3、4或5軸加工廣泛地可選范圍中很容易看出。此外,這一創(chuàng)新產(chǎn)品配有一個(gè)高速換刀器。整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵是建立在改進(jìn)的HSK裝置基礎(chǔ)上的新型Ultrasonic Aktor系統(tǒng)。這使超聲波刀具和傳統(tǒng)刀具可以在同一主軸上使用。水冷USB主軸的40000r/min的切削速度足以滿足所有生產(chǎn)工藝的要求。
新的ULTRASONIC 20直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床還具有許多設(shè)計(jì)上的特點(diǎn)和能力,從而引發(fā)了小工件的超精確重切削領(lǐng)域的革命。德國(guó)Stipshausen的SAUER公司總經(jīng)理Christian Thönes列舉了幾個(gè)重要例子:機(jī)床具備±1µm的重復(fù)精度、Pmax±2.5µm的定位精度以及Ra<0.2µm的卓越表面加工質(zhì)量。
此外,所有軸的直線驅(qū)動(dòng)與靜壓導(dǎo)軌相結(jié)合,通過(guò)使刀具在1.4 g以上的加速度,在X、Y和Z軸線上的定位獲得了最高的效能和生產(chǎn)效率??梢杂糜谶@一機(jī)床的刀具包括:直徑在0.1~16mm之間的銑刀,直徑在0.1~30mm之間的磨頭。這些刀具是由16位換刀器(可選用32位)自動(dòng)插入的。
整體鑄造的床身底座采用龍門式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),Y軸門架采用寬導(dǎo)軌(標(biāo)準(zhǔn)型式為鋁質(zhì)),構(gòu)成了該機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)提供了最佳的減振性、剛性和穩(wěn)定性。選用碳纖維制成的Y軸門架滿足了超過(guò)2g加速度的需要,可以提供更大的動(dòng)力需求并最大限度地減少熱膨脹。新的Ultrasonic 20直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床突出的特點(diǎn)表現(xiàn)在它能夠切削許多材料,這些可能采用的材料中有許多都是工業(yè)界很感興趣的。正如Christian Thönes指出的,迄今為止還不可能使用傳統(tǒng)的加工方法對(duì)一些材料進(jìn)行切削,對(duì)廣泛使用的陶瓷材料尤其如此,如對(duì)玻璃陶瓷、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、氧化鎂和復(fù)合陶瓷。SAUER的總經(jīng)理指出,玻璃材料(光學(xué)玻璃、石英玻璃、浮法玻璃)或單晶和多晶硅及鍺等,使用超聲波機(jī)床加工不會(huì)有任何問(wèn)題。適用于超聲波機(jī)床加工的材料還包括碳纖維、纖維玻璃、礦物纖維;碳化物、硬化鋼、硅浸漬鋁;藍(lán)寶石、紅寶石;刀具鋼、鋁、銅;鎢銅、鈹、非鐵重金屬、石墨、鈦;珍珠母、瑪瑙石以及其他特殊材料等。
這么多材料可以使用超聲波機(jī)床加工自然使超聲波機(jī)床備受青睞。這些領(lǐng)域包括電子工業(yè)、航空航天、醫(yī)療器械、手表工業(yè)以及精密工程、光學(xué)元件和半導(dǎo)體加工等領(lǐng)域。
作為一個(gè)目標(biāo)群體,刀具和模具制造商越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。Thönes列舉了許多具體的例子來(lái)證明這一點(diǎn)。“使用超聲波,你可以用碳化物制造壓紋刀具,只需一個(gè)工藝步驟,就能達(dá)到最高的水準(zhǔn)或精度,而不必像刻模那么麻煩。同樣,H6等級(jí)的螺紋孔也可以引入碳化物制成的模具,這開辟了全新的可能性。對(duì)于用碳化物或氮化硅制造深沖刀具也是如此。”Christian Thönes說(shuō),SAUER公司一直作為整個(gè)工藝鏈的完整的供應(yīng)商:這從開發(fā)和安裝高科技機(jī)床開始,到制造高精度的鉆石刀具,一直到密集的應(yīng)用支持。
ULTRASONIC 20-5直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床創(chuàng)新之處表現(xiàn)在:定位精度±2.5µm和重復(fù)精度±1µm;由于X、Y、Z軸的直線驅(qū)動(dòng)和加速度>1.4g的靜壓軸承,動(dòng)力最高;轉(zhuǎn)速為40000r/min 的水冷USB 40切削主軸;門架設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的整體鑄造的底座使其具有最大的減振性能、最高的剛度和硬度。
在改進(jìn)的HSK 32 S裝置基礎(chǔ)上新開發(fā)的Ultrasonic Aktor系統(tǒng),可以在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行超聲波銑削和傳統(tǒng)銑削。
ULTRASONIC 20-5直線驅(qū)動(dòng)機(jī)床還具有16位(標(biāo)準(zhǔn))或32位(可選)自動(dòng)換刀器;擴(kuò)展到一種4到5根軸的機(jī)床:C軸的力矩電機(jī)和A軸無(wú)浮動(dòng)的伺服傳動(dòng)電機(jī)。
機(jī)床選項(xiàng)包括:碳纖維制成的Y軸門架,剛性高、重量輕、熱膨脹小,Y軸最大加速度>2g;冷卻液裝置及帶三腔系統(tǒng)的孔化液箱等。