高速切削技術已成為本世紀的重大發展趨勢之一。在這本宣傳冊中,全球切削技術的領先供應商德馬吉(DMG)公司將向客戶提供面向未來的系列化適應各種工件尺寸和加工任務的高速切削技術以及5軸聯動高速銑技術。這個全新的系列產品覆蓋從小工件加工200x200x280mm行程范圍的HSC20linear到工件重量達1,800kg的大型工件加工的精密加工中心HSC105linear。新開發的這個全新產品線滿足了全方位要求,超堅固結構設計構成超高速運動的基礎,高頻高轉速HSK主軸為標準配置,全部直線軸和旋轉軸全部采用直接驅動技術以確保更高動態性能和更高精度,還配備具有易用3D功能的高性能CNC數控系統。
如果不考慮被加工材料因素,可以很容易地列出高效和經濟切削工件的基本條件。其核心是材料切除量大,刀具使用壽命長,加工過程可靠和工件精度高,表面質量好。這就是說粗加過程幾乎是無法避免的(至少不能期待有重大突破性方法),大容量的切削仍然將在精密機床上大有作為,所以刀具將廣泛使用高速高強度材料,例如PKD/CBNorCVD。
這是高速切削技術出現的原因,特別是它最近正成為切削技術的重大發展方向之一。高速切削技術的材料切除量大,因此加工時間短。高速切削的優點還有不易形成毛刺,后續加工需要的時間短甚至完全不需要。而且,由于切削力和刀具受力小,高速切削可滿足更高尺寸精度和形狀要求以及更高表面質量要求。最重要的是加工過程中熱負荷低,這對減小被加工區的局部變形性能有積極影響。
但是,所有這些特點都只能是理論的,除非機床結構能完全適應高速切削加工要求。簡單地使用高轉速主軸根本不可能滿足生產領域所需的高速切削要求。為此,全球切削領域的領先供應商德馬吉公司特別開發了一個面向未來適應所有加工尺寸要求的系列機床,這些系列機床不僅在加工過程中無妥協地滿足所有要求,更能實現自動化目標,甚至將確立高速切削技術的全新標準。
HSC20linear:緊湊型高速加工中心
小工件尺寸應用
加工小型工件的HSC20linear機床是德馬吉高速切削技術實力的一個代表機型。它擁有高質量高速度加工所需的全部功能。更廣義地說,它是一個動態性能好,精度高,結構緊湊,通用性強和智能化程度高的高尖技術機床。例如,X,Y和Z軸全部采用直線驅動技術和精密冷卻技術,加速度可達2g,所有軸全部采用直接測量技術,主動冷卻的高性能42,000rpm主軸帶HSK-32刀柄,超高精度輪廓質量(標準為P5),超緊湊結構,占地面積只有2.5平米,還提供大量擴展功能,從3軸擴展到5軸加工和采用轉矩電機驅動的NC回轉擺動工作臺。
除使用冷卻液的HSC加工外,還可為該機床特配除塵系統使HSC20linear可以加工石墨或銑削陶瓷胚體。閉環導向的冷卻液流動由除塵和過濾的空氣驅動,再通過兩個閥回到加工區內。
HSC20linear主要特點
–5軸龍門機床靈活性最佳:龍門結構,自帶NC數控回轉擺動工作臺,支持5軸聯動加工
–緊湊型結構設計,占地面積僅2.5m2,X,Y和Z軸行程范圍(200x200x280mm)
–精密冷卻的X,Y和Z軸直線驅動技術,動態性能最佳
–水冷轉矩電機直接驅動的A和C旋轉軸
–所有軸全部采用直接測量技術,精度最高
–所有直線軸加速度可達2g和快移速度達40m/min
–輪廓精度和準確性最高,表面質量可達Ra<0.2?m
–標配42,000rpm高速主軸帶主動冷卻,HSD-32E刀柄系統
–堅固減振的礦物鑄造底座,單體結構
–自動換刀,標配24刀位的刀庫(選配:60刀位)
HSC55linear:高速精密加工中心開創性的全新設計理念
全新設計理念設計開發的高速精密加工中心HSC55linear確立了動態性能、靈活性、尺寸精度和表面質量的全新標準。它采用龍門結構具有超高剛性,熱對稱平衡結構,標配28,000rpm高速主軸,所有軸全部采用直接驅動技術,加速度達2g和快移速度達80m/min,HSC55linear加工中心提供兩個版本:帶剛性工作臺的3軸結構或帶回轉擺動工作臺的5軸加工中心。兩種工作臺都由兩個橫向直線電機驅動(龍門結構),定位精度高。行程范圍(X,Y和Z軸)3軸機型為450x580x400,5軸機型為450x600x400mm。
5軸機型的回轉擺動工作臺的兩個軸(C軸和A軸)也分別采用直接驅動或轉矩電機驅動。C軸擺動或回轉范圍為360°,A轉動范圍為+10°至-100°。兩軸轉速高達120rpm。為確保加工重達200kg工件期間機床具有充足穩定性,工作臺由扭矩為2,000Nm的機床自帶液壓夾緊系統夾持。
此外,加工區的合理安排和主軸的高轉速使HSC55linear加工中心不僅是高速加工高硬鋼材的理想選擇,也是高速加工石墨材料的理想選擇。落屑和排屑性能并不是唯一考慮因素。所有驅動和導軌全部安裝在加工區外,最大限度避免對加工過程的干擾。高速切削的重要方面是選用正確的主軸。
德馬吉選擇28,000rpm主軸作為HSC55linear加工中心的標配主軸,它具有一些重要和獨特特質:相對市場上的其它高速切削機床,德馬吉這個新主軸的剛性更高。它不僅能降低加工中的振動,提高表面質量,延長刀具使用壽命,更大的剛性還使HSC55linear可采用更高材料切除速度進行粗加工。該機床也可以配18,000rpm電主軸,還可用相同的價格選配42,000rpm甚至60,000rpm兩種轉速的主軸。
HSC55linear數控系統為新型DMGERGOline?Control控制系統和海德漢iTNC530。除這個大家熟知的高技術含量的CNC數控系統優點外,例如控制精度高或編程容易,這個數控系統還代表著德馬吉公司在5軸機床領域20多年的技術領先實力。例如“碰撞監測”功能可以實時動態監測碰撞,因此能最有效利用加工區域空間。“3DquickSET?”功能可以快速檢查和修正加工區內運動特性和用旋鈕精確比較,“ATC”功能允許用簡單的按鈕設置自動調整驅動性能,從而縮短加工時間及提高和改善相關質量。“ACC”自動加速度控制功能使機床參數可以自動適應工件重量。因此可以高速銑削重量輕的工件,用低速度銑削重量大的工件。機床允許手動輸入重量信息,也可以自動稱重。
HSC55linear主要特點
–所有軸全部采用高動態性能和高精度直線驅動技術
–標配28,000rpm高速切削主軸HSK-A63:切削期間穩定性高,刀具使用壽命長,刀具成本低和表面質量高
–排屑好和加工石墨時切屑流理想
–所有驅動和導軌全部在加工區域外。
–對稱熱平衡結構—精度保持時間長
–可選配5軸加工功能,龍門驅動,轉矩電機的回轉擺動工作臺
–DMCEGROline?CONTROL控制面板,19"顯示器和3D軟件,HeidenhainiTNC530,操作舒適,編程速度快,高速切削控制功能:ATC,AAC,AFC
HSC75/105linear:高端立式精密加工中心
德馬吉公司的HSC75linear或HSC105linear絕對是加工大型工件的最高端立式精密加工中心。由于它的所有軸全部采用最高動態性能的直接驅動技術,其高生產效率,高輪廓精度和高表面質量只是這個劃時代產品的少數幾項優點。單以德馬吉全新設計理念為例。通過創新的選配功能HSC75linear和HSC105linear是該產品線中第一個提供B軸轉矩電機驅動技術的機床,能擴展為5軸聯動高速加工中心。
這兩種高速切削機床的所有軸全部為直線驅動,能產生高達2g的加速度和快移速度達90m/min,其性能的直接體現是它的生產效率提高20%。龍門的緊固鑄造結構和有限元優化的模塊化床身構成這臺完美機床運動特性的基礎和最高表面質量的基礎。而且,直接路徑測量系統使加工精度和輪廓精度更無懈可擊。
選配的5軸聯動加工功能也是全新產品,轉矩電機驅動的銑頭擺動軸和快速NC回轉分度工作臺確保整臺機床毫不犧牲任何動態性能和精度。另一個重要優點是加工區域更大,通過改善床身結構使該機床落屑和操作接近性更好。而且橫向機床門和前門使機床頂允許吊車在整個加工區進行裝卸。
在數控系統方面,立式高速精密加工中心HSC75linear和HSC105linear以及所有德馬吉全新設計理念開發的全部機床都采用基于海德漢(iTNC530)和西門子(Sinumerik840Dpowerline)的DMGERGOline?-Control控制系統帶高速3D控制功能。人機友好的控制面板,19”TFT液晶顯示屏和3D軟件不僅具有最高3D控制技術,還具有創新的軟件工具ATC(應用調節循環)。只需要按下按鍵就能在工件程序中根據表面質量、速度或精度默認值自動選擇經過優化的加工參數。它不是記錄每一種加工過程,例如用機床固定的基本參數進行粗加或高速精加,ATC功能是按照工件最佳結構和目標方式自動優化加工特性。因此能最大限度縮短加工時間和最大限度提高質量。HSC75/105linear允許選擇大量選裝功能,例如提高自動化程度。
HSC75/105linear主要特點
–所有軸全部為直線驅動,精度高,加速度可達2g,快移速度達90m/min
–5軸聯動加工,直接驅動技術的主軸頭和NC回轉分度工作臺(選配)
–標配18,000rpm電主軸,選配28,000rpm(HSK-A63)或42,000rpm(HSK-E50)
–DMGERGOline?Control,海德漢或西門子高端數控系統,包括3D軟件
–有效利用空間和加工區域接近性好
–標配堅固鑄造結構的龍門和Z軸溫度補償,輪廓精度高和表面質量好
–重量相關加速度控制功能和ATC軟件,操作簡單的旋鈕控制直線進給驅動(選配)
高可靠自動化功能全部高速切削產品線
德馬吉全新HSClinear系列機床的適應能力得益于多年來德馬吉在該市場取得的突出競爭優勢。這不僅表現在工模具行業的高硬材料加工方面,也表現在新應用領域,例如石墨或銅材的軟材料加工或汽車工業或快速發展的醫療工程領域的高速精密加工。在所有工業化領域中還有一個明顯的發展趨勢是自動化。另一方面是降低操作難度或最大限度降低人工成本。也就是說(特別是)在安全和可靠基礎上提高整體生產效率。
因此除了以上介紹的高速切削優點外,德馬吉HSClinear系列機床還提供大量智能化的自動化功能。例如HSC20linear機床可選配新的LM100工件存放系統,特別適用于小型工件。這個存放系統包括多種滿足用戶要求的裝卡系統,它可存放99個零件,用龍門工件裝運機送至加工位置。在刀具方面,還能選配60刀位的刀庫。
大型精密加工中心HSC55/75/105linear采用超大緊湊型托盤庫,支持20個單件重量為100kg的工件。該機床的刀庫為150刀位,供刀時間短,換刀速度快。
所有這些自動化功能還有一個突出特點是不限制對機床加工區的接近性,因為它們緊密集成。通過最近新成立的德馬吉自動化公司的技術優勢,我們還能在客戶現場為所有機床增加柔性機械手的自動化功能。