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超精硬切削发展领域的变革分析

在emo展会上,ultrasonic20直线驱动机床亮相。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*的重复精度和的表面加工质量。
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展会上亮相的dmg(德马吉)生产的ultrasonic20直线驱动机床,成为实现这些目标的理想装备。
ultrasonic20直线驱动机床建立了新的标准,x、y和z轴的横向行程为200mm,定位精度为pmax=±2.5µm,具有直线驱动产生的能(>1.4g)、的表面质量(ra<0.2µm)和灵活性(3到5轴)。
ultrasonic20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ultrasonicaktor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ultrasonic20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重切削领域的革命。德国stipshausen的sauer公司总christianthönes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1.4g以上的加速度,在x、y和z轴线上的定位获得了zui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*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zui大限度地减少热膨胀。新的ultrasonic20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christianthönes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zui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。”christianthönes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。
ultrasonic20-5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的静承,动力zui高;转速为40000r/min的水冷usb40切削主轴;门架设计结构的整体铸造的底座使其具有zui大的减振性能、zui高的刚度和硬度。
在改进的hsk32s装置基础上新开发的ultrasonicaktor系统,可以在一台机床上进行超声波铣削和传统铣削。
ultrasonic20-5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zui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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