超精硬切削发展领域的变革

　　在EMO展会上，ULTRASONIC 20直线驱动机床首次亮相。机床采用转速为40000r/min 的水冷USB主轴，超声波刀具和传统刀具可以在同一主轴上使用。机床可进行3、4或5轴加工，进行超精硬切削和软切削，并具有极高的重复精度和卓越的表面加工质量。

　　企业为确保未来的效益不断增长，发展的目标已经开始转向小型化，开始使用陶瓷、玻璃、碳化物等创新材料以及有效地制造这些材料。在EMO展会上首次亮相的DMG(德马吉)生产的ULTRASONIC 20直线驱动机床，成为实现这些目标的理想装备。

　　ULTRASONIC 20直线驱动机床建立了新的标准，X、Y和Z轴的横向行程为200 mm，定位精度为Pmax =±2.5µm，具有直线驱动产生的高效能(>1.4 g)、卓越的表面质量(Ra<0.2µm)和灵活性(3到5轴)。

　　ULTRASONIC 20直线驱动机床拥有该公司制造成功的同系列机床取得的所有特点。这一点从它能进行3、4或5轴加工广泛地可选范围中很容易看出。此外，这一创新产品配有一个高速换刀器。整个系统的关键是建立在改进的HSK装置基础上的新型Ultrasonic Aktor系统。这使超声波刀具和传统刀具可以在同一主轴上使用。水冷USB主轴的40000r/min的切削速度足以满足所有生产工艺的要求。

　　新的ULTRASONIC 20直线驱动机床还具有许多设计上的特点和能力，从而引发了小工件的超精确重切削领域的革命。德国Stipshausen的SAUER公司总经理Christian Thönes列举了几个重要例子：机床具备±1µm的重复精度、Pmax±2.5µm的定位精度以及Ra<0.2µm的卓越表面加工质量。

　　此外，所有轴的直线驱动与静压导轨相结合，通过使刀具在1.4 g以上的加速度，在X、Y和Z轴线上的定位获得了最高的效能和生产效率。可以用于这一机床的刀具包括：直径在0.1～16mm之间的铣刀，直径在0.1～30mm之间的磨头。这些刀具是由16位换刀器(可选用32位)自动插入的。

　　整体铸造的床身底座采用龙门式设计结构，Y轴门架采用宽导轨(标准型式为铝质)，构成了该机床的基本结构。该结构提供了最佳的减振性、刚性和稳定性。选用碳纤维制成的Y轴门架满足了超过2g加速度的需要，可以提供更大的动力需求并最大限度地减少热膨胀。新的Ultrasonic 20直线驱动机床突出的特点表现在它能够切削许多材料，这些可能采用的材料中有许多都是工业界很感兴趣的。正如Christian Thönes指出的，迄今为止还不可能使用传统的加工方法对一些材料进行切削，对广泛使用的陶瓷材料尤其如此，如对玻璃陶瓷、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氧化镁和复合陶瓷。SAUER的总经理指出，玻璃材料(光学玻璃、石英玻璃、浮法玻璃)或单晶和多晶硅及锗等，使用超声波机床加工不会有任何问题。适用于超声波机床加工的材料还包括碳纤维、纤维玻璃、矿物纤维；碳化物、硬化钢、硅浸渍铝；蓝宝石、红宝石；刀具钢、铝、铜；钨铜、铍、非铁重金属、石墨、钛；珍珠母、玛瑙石以及其他特殊材料等。

　　这么多材料可以使用超声波机床加工自然使超声波机床备受青睐。这些领域包括电子工业、航空航天、医疗器械、手表工业以及精密工程、光学元件和半导体加工等领域。

　　作为一个目标群体，刀具和模具制造商越来越成为人们关注的焦点。Thönes列举了许多具体的例子来证明这一点。“使用超声波，你可以用碳化物制造压纹刀具，只需一个工艺步骤，就能达到最高的水准或精度，而不必像刻模那么麻烦。同样，H6等级的螺纹孔也可以引入碳化物制成的模具，这开辟了全新的可能性。对于用碳化物或氮化硅制造深冲刀具也是如此。”Christian Thönes说，SAUER公司一直作为整个工艺链的完整的供应商：这从开发和安装高科技机床开始，到制造高精度的钻石刀具，一直到密集的应用支持。

　　ULTRASONIC 20-5直线驱动机床创新之处表现在：定位精度±2.5µm和重复精度±1µm；由于X、Y、Z轴的直线驱动和加速度>1.4g的静压轴承，动力最高；转速为40000r/min 的水冷USB 40切削主轴；门架设计结构的整体铸造的底座使其具有最大的减振性能、最高的刚度和硬度。

　　在改进的HSK 32 S装置基础上新开发的Ultrasonic Aktor系统，可以在一台机床上进行超声波铣削和传统铣削。

　　ULTRASONIC 20-5直线驱动机床还具有16位(标准)或32位(可选)自动换刀器；扩展到一种4到5根轴的机床：C轴的力矩电机和A轴无浮动的伺服传动电机。

　　机床选项包括：碳纤维制成的Y轴门架，刚性高、重量轻、热膨胀小，Y轴最大加速度>2g；冷却液装置及带三腔系统的孔化液箱等。

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