動(dòng)交換主軸銑頭的三高數(shù)控加工機(jī)床
　　
　　高性能高效高速數(shù)控加工機(jī)床多采用系列化艺滑、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)制造技術(shù)蟹梗，允許用戶(hù)在標(biāo)準(zhǔn)型機(jī)床基礎(chǔ)上通過(guò)選配包括不同特性主軸銑頭或和電主軸在內(nèi)的模塊化部件，以使同一機(jī)床能適應(yīng)不同需求的HEM-HSM加工應(yīng)用和自動(dòng)化水平释何，呈現(xiàn)了較好的應(yīng)用柔性正庙。但對(duì)終端制造業(yè)用戶(hù)而言，這仍然是一種“專(zhuān)用型”的機(jī)床坯肿，因?yàn)橐坏┻x配了某種確定特性的主軸銑頭或電主軸蓄扳，這時(shí)該機(jī)床的加工能力也就被確定在某種確定的范圍內(nèi)，仍然呈現(xiàn)為專(zhuān)用性的特征蔗承。
　　
　　為此拢给，機(jī)床制造商開(kāi)發(fā)了可實(shí)現(xiàn)主軸銑頭自動(dòng)交換功能的數(shù)控加工機(jī)床，以便隨時(shí)根據(jù)實(shí)際需求可自動(dòng)選擇相應(yīng)的主軸銑頭裝載到機(jī)床主軸上主瘸，從而有效擴(kuò)展了機(jī)床的加工能力和適用性褥疆，使終端用戶(hù)真正可獲得一種“通用型”的，或者說(shuō)“高性能”的高效高速數(shù)控加工機(jī)床糊怖。實(shí)際上永铛，可交換主軸銑頭數(shù)控機(jī)床應(yīng)用已有一段歷史了，不同的僅是現(xiàn)代此類(lèi)數(shù)控加工機(jī)床的技術(shù)水平捻艳、自動(dòng)化程度和可靠性更高而已互艾。意大利JOBS公司多功能大型數(shù)控銑鏜加工中心機(jī)床JomaX系列即可作為這種三高數(shù)控加工中心機(jī)床的一典型實(shí)例。JomaX系列數(shù)控機(jī)床可根據(jù)用戶(hù)具體需求而靈活配置成3/3 2/4/5軸數(shù)控銑鏜加工中心讯泣，包括龍門(mén)固定工作臺(tái)移動(dòng)結(jié)構(gòu)的JomaX261纫普、龍門(mén)移動(dòng)工作臺(tái)固定結(jié)構(gòu)的JomaX265和動(dòng)立柱結(jié)構(gòu)的JomaX269三種型號(hào)。
　　
　　龍門(mén)移動(dòng)立式主軸結(jié)構(gòu)的JomaX265大型數(shù)控銑鏜加工中心機(jī)床具有高結(jié)構(gòu)剛度好渠，高動(dòng)態(tài)特性和高精度的特點(diǎn)昨稼。機(jī)床X/Y/Z三直線(xiàn)軸行程達(dá)3,500(6,500/8,000/9,500)/3,000(4,000)/1,250(1,500)mm，速度32m/min拳锚，加速度2.5m/s2假栓。JomaX系列機(jī)床通過(guò)基本通用主軸系統(tǒng)(BUSS：BasicUniversalSpindleSystem)實(shí)現(xiàn)主軸銑頭自動(dòng)交換，因而可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上不用重新裝夾定位零件就能使用不同主軸銑頭進(jìn)行粗加工霍掺、半粗加工匾荆、半精加工和精加工切削，并可適應(yīng)不同工件材料的HEM-HMS加工杆烁。其結(jié)果提高了零件加工生產(chǎn)率牙丽，提升了機(jī)床加工應(yīng)用柔性，并能減少設(shè)備投資費(fèi)用。JomaX系列機(jī)床可選配如下幾種基本類(lèi)型主軸銑頭：
　　
　　(1)直銑頭：高剛性直銑頭郑舷，主軸功率30/45kW(S6：38/56kW)迈叫，轉(zhuǎn)矩955/1,430Nm(S6：1,210/1,780Nm)，最高轉(zhuǎn)速4,000r/min肘鹅，刀具接口HSK-A100暂韭。用于高效率正交三軸銑鏜粗加工/半粗加工。
　　
　　(2)帶C軸直角銑頭：主軸功率25/42kW(S6：31/53kW)奇门，轉(zhuǎn)矩796/1,337Nm(S6：987/1,687Nm)盒伸，最高轉(zhuǎn)速3,000r/min，帶連續(xù)3,600旋轉(zhuǎn)軸C栖啰，速度5r/min(300/s)牡呀，刀具接口HSK-A100。用于多方向工件側(cè)面高效切削加工扯凫。
　　
　　(3)雙分度銑頭TMX：帶C/A旋轉(zhuǎn)分度定位擺叉式主軸銑頭，C旋轉(zhuǎn)軸360°(±180°)开摄，10分度售拼，A擺動(dòng)軸120°( 15°/-105°)，10分度邦马，旋轉(zhuǎn)軸速度5r/min贱鼻，電主軸功率34kW(S6：41kW)，轉(zhuǎn)矩260Nm(S6：310Nm)滋将，基速1,250r/min邻悬，最高轉(zhuǎn)速8,000r/min，刀具接口HSK-A100随闽。TMX可用于實(shí)現(xiàn)“3 2”軸高效數(shù)控加工父丰。
　　
　　(4)擺叉式主軸銑頭T2K：JOBS公司帶A/C旋轉(zhuǎn)軸擺叉式主軸銑頭，范圍較廣掘宪，包括不同類(lèi)型的帶旋轉(zhuǎn)軸的高功率高轉(zhuǎn)矩機(jī)械驅(qū)動(dòng)主軸銑頭蛾扇，或帶雙旋轉(zhuǎn)軸的高速電主軸銑頭，諸如T2D-T3D魏滚，T2K-T3K镀首，TMXP等等。
　　
　　JomaX265機(jī)床標(biāo)配為：
　　
　　(1)強(qiáng)力銑頭T2K-2-P：一種高功率高轉(zhuǎn)矩?cái)[叉式主軸銑頭鼠次，用于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工更哄，配置有集成化電主軸，功率42kW(S6：53kW)齿矗，轉(zhuǎn)矩1,340Nm(S6：1,687Nm)用玷，基本轉(zhuǎn)速300r/min，最高轉(zhuǎn)速4,000r/min，C軸360°連續(xù)祸播，A軸220°(±110°)夹它，旋轉(zhuǎn)軸速度5r/min(30°/s)，刀具接口HSK-A100遭唠。
　　
　　(2)高速銑頭T2K-EP：一種高功率高轉(zhuǎn)速擺叉式主軸銑頭恢儡，C軸3600連續(xù)，A軸190°( 100°/-90°)颊姻，旋轉(zhuǎn)軸速度5r/min(30°/s)组莲，主軸功率34kW(S6：41kW)，轉(zhuǎn)矩260Nm(S6：310Nm)矫恳，基速1,250r/min咒饼，最高轉(zhuǎn)速8,000r/min，刀具接口HSK-A100刮赵。
　　
　　而在JomaX245機(jī)床上則標(biāo)配為：
　　
　　(1)強(qiáng)力銑頭T2K-P：功率37.5kW(S6：45kW)渔硫，轉(zhuǎn)矩940Nm(S6：1145Nm)，最高轉(zhuǎn)速4,000r/min编曼，C軸360°連續(xù)豆巨，A軸220°(±110°)，旋轉(zhuǎn)軸速度5r/min掐场，刀具接口ISO50往扔。
　　
　　(2)高速銑頭T2K-S：C軸360°連續(xù)，A軸190°( 100°/-90°)熊户，旋轉(zhuǎn)軸速度5r/min萍膛，主軸功率34kW(S6：40kW)，轉(zhuǎn)矩169Nm(S6：200Nm)嚷堡，最高轉(zhuǎn)速8,000r/min蝗罗，刀具接口HSK-A100。
　　
　　(3)高速銑頭T2K-S：C軸3600連續(xù)蝌戒，A軸190°( 100°/-90°)绿饵，旋轉(zhuǎn)軸速度5r/min，主軸功率34kW(S6：40kW)瓶颠，轉(zhuǎn)矩51Nm(S6：56Nm)拟赊，最高轉(zhuǎn)速18,000r/min，刀具接口HSK-A63捅青。
　　
　　據(jù)報(bào)道蹲瘩，大眾汽車(chē)公司在斯克達(dá)工廠(chǎng)裝備有由兩臺(tái)帶BUSS系統(tǒng)的JOMACH245數(shù)控銑鏜加工中心機(jī)床組成的托盤(pán)化加工單元，每臺(tái)數(shù)控機(jī)床帶有6個(gè)可交換主軸銑頭豺孤、6個(gè)托盤(pán)站和容量32把的在機(jī)刀庫(kù)架揉。通過(guò)BUSS系統(tǒng)孝炫，就可在該加工單元內(nèi)高效地完成大型模具的粗加工、半粗加工浦砸、半精加工和精加工切削抽茸。JOMACH245機(jī)床45kW的高剛性直銑頭，允許使用直徑超過(guò)100mm刀具進(jìn)行零件2D高效粗加工與半粗加工毯旷，直角銑頭可對(duì)模具側(cè)面實(shí)現(xiàn)加工碍讼，用于五軸聯(lián)動(dòng)加工的強(qiáng)力主軸銑頭可使用合適的端銑刀進(jìn)行模具3D型面的高效粗加工與半粗加工，而用于五軸聯(lián)動(dòng)加工的高速主軸銑頭(18,000r/min)可進(jìn)行模具高速半精加工與精加工选癣。
　　
　　實(shí)際上练代，JOBS公司還有許多主軸銑頭產(chǎn)品可供用戶(hù)選擇，包括不同類(lèi)型的帶旋轉(zhuǎn)軸的高功率高轉(zhuǎn)矩機(jī)械驅(qū)動(dòng)主軸銑頭和帶雙旋轉(zhuǎn)軸的高速電主軸銑頭杰刽，主軸功率高達(dá)85kW菠发，轉(zhuǎn)速達(dá)27,000r/min并在該公司其它數(shù)控機(jī)床上得到了應(yīng)用。如JOBS公司新近推出的臥式動(dòng)立柱結(jié)構(gòu)的JomaX269大型高速數(shù)控強(qiáng)力銑削加工中心機(jī)床贺嫂，見(jiàn)右圖滓鸠，配置有兩種主軸銑頭的BUSS，一種為機(jī)械驅(qū)動(dòng)的可帶或不帶A/C旋轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)力主軸銑頭第喳，最大功率75kW糜俗，轉(zhuǎn)矩2,500Nm，刀具接口HSK-A100墩弯；另一種為帶A/C旋轉(zhuǎn)軸的高速主軸銑頭，其最高轉(zhuǎn)速15,000～27,000r/min寞射，刀具接口HSK-A63渔工。同時(shí)，用于五軸加工的主軸銑頭桥温，其A/C轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩高達(dá)10,500Nm引矩。這兒就不一一列舉了。

　據(jù)報(bào)道侵浸，中國(guó)武漢重型機(jī)床集團(tuán)有限公司已引進(jìn)了JOMAX265數(shù)控銑鏜加工中心機(jī)床旺韭，并和意大利JOBS公司合作在中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)JOMAX265機(jī)床。
　　
　　德國(guó)著名數(shù)控機(jī)床制造商DST集團(tuán)公司旗下Droop Rein推出的FOGSD40/M30高架龍門(mén)移動(dòng)式高速數(shù)控MC機(jī)床也可配置主軸銑頭自動(dòng)交換功能而擴(kuò)展其切削加工能力林乍，成為三高五軸數(shù)控MC機(jī)床能實(shí)現(xiàn)零件一次裝夾后完成全部粗精復(fù)合加工宙锡。其中，F(xiàn)OGSD40C機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置連續(xù)B/C旋轉(zhuǎn)軸的擺叉式主軸銑頭戒腔，是一種完全由控制刀具運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工狐昆；B擺動(dòng)軸 110°/-10°，轉(zhuǎn)速10r/min掸枉，轉(zhuǎn)矩8,000Nm八领，夾緊力矩12,000Nm疑拯，C旋轉(zhuǎn)軸±2000，轉(zhuǎn)速10r/min鼠灼，轉(zhuǎn)矩8,000Nm矿矿，夾緊力矩20,000Nm。而FOGSD40P機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置為分度定位B/C旋轉(zhuǎn)軸的擺叉式主軸銑頭眯词，可實(shí)現(xiàn)“3 2”軸多面體工件數(shù)控加工棋躬，B/C擺動(dòng)軸0.001°/0.001°分度，夾緊力矩12,000Nm/25,000Nm近弟。該機(jī)床選配的可交換的主軸銑頭選件如下表所示缅糟，且最終可由用戶(hù)自行定制。當(dāng)機(jī)床配置的可交換主軸銑頭為MFS擺叉式銑頭時(shí)祷愉，可配多種不同功率/轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性的集成化筒芯電主軸窗宦，則能實(shí)現(xiàn)拾取式自動(dòng)可互換電主軸功能，見(jiàn)下表二鳄。有關(guān)自動(dòng)可互換電主軸技術(shù)稍后即將介紹與討論赴涵。
　　
　　據(jù)報(bào)道，日本汽車(chē)制造企業(yè)本田公司就購(gòu)置有FOGSD40高速數(shù)控MC機(jī)床订讼，用于汽車(chē)鈑金構(gòu)件拉伸模具的高效加工髓窜。該機(jī)床X/Y/Z三線(xiàn)性軸加工范圍達(dá)6,800/3,500/1,500mm，配置有40kW欺殿，5,000r/min擺叉式主軸銑頭和可自動(dòng)交換主軸銑頭/電主軸寄纵。
　　
　　美國(guó)MAGCincinnati公司通用型五軸高效高速數(shù)控MC機(jī)床U5每1500也可作為這類(lèi)三高數(shù)控加工機(jī)床的另一個(gè)典型實(shí)例。
　　
　　U5-1500五軸高效高速數(shù)控MC機(jī)床可用于大型鋁合金脖苏、鋼程拭、鈦合金以及特殊難加工材零件的五面或五軸聯(lián)動(dòng)HEM-HSM切削加工。該機(jī)床X/Y/Z工作行程可達(dá)4.6/2.5(3.7)/1(1.5)m盼掘，且X軸可按需求擴(kuò)長(zhǎng)督羊。機(jī)床配有主軸銑頭自動(dòng)交換功能，可交換的主軸頭存放在靠近工作區(qū)的單獨(dú)的頭架上彰巫，交換時(shí)間僅需約2min塑赁。因此，用戶(hù)通過(guò)配置若干確定用途的主軸銑頭童丢，便可覆蓋實(shí)際加工需求的范圍糠味，不僅擴(kuò)展了設(shè)備加工應(yīng)用領(lǐng)域，而且提高了設(shè)備產(chǎn)出率择车。U5-1500機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為可配置兩種類(lèi)型的帶C軸(3600連續(xù))和A軸( 100°～-90°)主軸銑頭：
　　
　　(1)主軸連續(xù)功率30kW新浦，轉(zhuǎn)矩850Nm，基速340r/min汞阔，最高轉(zhuǎn)速4,000或6,000r/min笋条，刀具接口ISO50斑柬，可用于鈦合金等硬金屬材HEM-HSM加工，或可用于粗加工/半粗加工高效切削执执。同時(shí)筝野，最高轉(zhuǎn)速6,000r/min的主軸銑頭可以為立式的或?yàn)榕P式的結(jié)構(gòu)。
　　
　　(2)主軸連續(xù)功率30kW粤剧，轉(zhuǎn)矩57Nm歇竟，基速5,000r/min，最高轉(zhuǎn)速15,000或24,000r/min抵恋，刀具接口HSK-A63焕议，可用于鋁合金等輕金屬材HMS切削加工。
　　
　　如美國(guó)ADI(AerospaceDynamicsInternational)公司就購(gòu)置了2臺(tái)五軸加工中心U5-1500用于Boeing777和F-35軍機(jī)的鋁合金材弧关、鈦合金材和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的高效高速加工盅安。此外，用戶(hù)還可配置更大功率/轉(zhuǎn)矩的主軸銑頭：功率52kW世囊，轉(zhuǎn)矩2,400Nm别瞭，基速200r/min，最高轉(zhuǎn)速2,500r/min株憾，專(zhuān)用于鈦合金等硬金屬材粗加工/半粗加工高效切削蝙寨。
　　
　　許多數(shù)控機(jī)床制造商，如意大利Parpas公司XS系列大型高速龍門(mén)數(shù)控銑削中心機(jī)床嗤瞎，德國(guó)HANDTMANN公司的UBZ-NT-G五軸橋式龍門(mén)加工中心機(jī)床墙歪，DMG600U龍門(mén)加工中心機(jī)床等都能提供主軸銑頭自動(dòng)交換，本文限于篇幅對(duì)此不作進(jìn)一步的討論糠歧。
　　
　　可互換電主軸的三高數(shù)控加工機(jī)床
　　
　　傳統(tǒng)高速電主軸主要在諸如鋁合金等輕合金材的高速切削加工中得到了廣泛應(yīng)用抄瀑。近幾年，隨高功率高轉(zhuǎn)矩電主軸技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步涉炒，高功率高轉(zhuǎn)矩高速電主軸不僅在硬合金材切削加工專(zhuān)用設(shè)備上得到實(shí)際應(yīng)用虑佳，同時(shí)也在高性能高效高速數(shù)控加工機(jī)床上得到越來(lái)越多的實(shí)際應(yīng)用掏博。
　　
　　在高速數(shù)控加工機(jī)床上殃玻，應(yīng)用兩個(gè)或兩個(gè)以上不同特性的高速電主軸構(gòu)成一組特定的電主軸組合，當(dāng)需要時(shí)將自動(dòng)選擇所需要的電主軸裝載到主軸銑頭上伊肿，以適應(yīng)粗加工肆鸿、半粗加工、半精加工和精加工的不同應(yīng)用需求炒耀，或者適應(yīng)不同工件材料加工時(shí)之不同應(yīng)用需求瞳聊。這即為可互換電主軸的三高數(shù)控加工機(jī)床。
　　
　　意大利JOBS公司推出并在其JomaX名密、Jomach和LinX系列產(chǎn)品中都得到實(shí)際應(yīng)用的可互換電主軸系統(tǒng)JIMS(JOBSInterchangeableMotorspindleSystem)可作為一典型實(shí)例藏估。如JOBS公司Jomach156高架龍門(mén)移動(dòng)式五軸數(shù)控加工中心機(jī)床其主軸標(biāo)準(zhǔn)配置即為JIMS系統(tǒng)拍埠，能實(shí)現(xiàn)多種筒芯電主軸半自動(dòng)互換的三高數(shù)控加工中心。Jomach156數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)有帶A/C旋轉(zhuǎn)軸的擺叉式主軸銑頭土居，A旋轉(zhuǎn)軸行程 100°～-90°枣购，C旋轉(zhuǎn)軸行程±200°，A/C軸轉(zhuǎn)速10r/min擦耀，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩1,700Nm棉圈，配置有集成化電主軸，通過(guò)JIMS系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)電主軸的半自動(dòng)更換眷蜓，擴(kuò)展了機(jī)床粗精多工序或適應(yīng)多工件材料的切削加工能力分瘾，從而可實(shí)現(xiàn)“一次裝夾完成加工”的加工工藝策略。
　　
　　Jomach156機(jī)床JIMS系統(tǒng)可配置4種不同特性的電主軸吁系，見(jiàn)下表德召。JIMS系統(tǒng)通過(guò)選用不同的電主軸可覆蓋了800～24,000r/min和50～300Nm加工轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍，選用相對(duì)低速高轉(zhuǎn)矩電主軸(如TO824或TV823)可用于諸如鋁合金等輕合金材進(jìn)行所有3D型面的高效粗/半粗加工(HEM)垮抗，而選用相對(duì)高功率高速低轉(zhuǎn)矩電主軸(如TV827或TV826)實(shí)現(xiàn)高速半精/精加工(HSM)氏捞，從而實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)設(shè)備上一次裝夾工件完成粗精工序全部切削加工。同時(shí)冒版，前者還可用于諸如鋼/鈦合金等硬合金材進(jìn)行HEM-HSM切削加工翅剔。
　　
　　如前所述，德國(guó)DST集團(tuán)公司的FOGS系列(包括FOGS侈敏、FOGSD40和FOGSM30)高架龍門(mén)移動(dòng)式高速數(shù)控MC機(jī)床迟凫，當(dāng)其配置MFS擺叉式銑頭時(shí)，即可配置電主軸自動(dòng)互換系統(tǒng)嫩视，以實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成粗精復(fù)合加工的工藝策略夏岩。
　　
　　緊湊型三高數(shù)控加工機(jī)床
　　
　　如前所述，為實(shí)現(xiàn)高性能高效高速切削加工技術(shù)豪荧，機(jī)床制造商開(kāi)發(fā)了具有可交換主軸銑頭/電主軸筒芯技術(shù)的三高數(shù)控加工機(jī)床矩粒，較好地滿(mǎn)足了一些用戶(hù)對(duì)通用型數(shù)控加工機(jī)床的實(shí)際需求≈福可自動(dòng)交換主軸銑頭歧蛾，或可互換電主軸系統(tǒng)的高性能高效高速數(shù)控加工機(jī)床固然具有許多優(yōu)勢(shì)，但也還存在有如下幾個(gè)問(wèn)題：
　　
　　(1)對(duì)確定的機(jī)床主軸而言辱矮，高功率高轉(zhuǎn)矩通常就意味著較低轉(zhuǎn)速喝爽，而高功率高轉(zhuǎn)速則就意味著較低轉(zhuǎn)矩，前者多應(yīng)用在粗加工/半粗加工或硬合金材切削加工場(chǎng)合愿瘫，而后者多應(yīng)用在半精加工/精加工或輕合金材切削加工場(chǎng)合年堆，為融合集成這兩種不同切削加工應(yīng)用，擴(kuò)展機(jī)床加工能力盏浇，就需要使用多個(gè)不同特性的主軸銑頭/電主軸組合應(yīng)用才有可能变丧，而這意味要增加設(shè)備費(fèi)用芽狗。
　　
　　(2)無(wú)論是可交換主軸銑頭或還是可互換電主軸幾乎均需采用“拾取式”交換技術(shù)，這就要求機(jī)床一般應(yīng)具有較大的可工作空間痒蓬，以作為主軸銑頭/電主軸預(yù)存放與自動(dòng)交換译蒂，這對(duì)許多一般大中型數(shù)控加工中心機(jī)床應(yīng)用存在有明顯局限性。
　　
　　(3)主軸銑頭/電主軸利用率低谊却。典型高性能高效高速數(shù)控加工機(jī)床所預(yù)存放的主軸頭或電主軸柔昼，只有被裝上主軸時(shí)才被用于切削加工之用，導(dǎo)致主軸頭或電主軸利用率低炎辨，制造資源浪費(fèi)嚴(yán)重捕透。
　　
　　如果存在有一種主軸電機(jī)其功率/轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)若能覆蓋前述多個(gè)主軸電機(jī)特性范圍，則就可用一個(gè)主軸頭來(lái)取代多個(gè)主軸頭碴萧。從金屬切削原理可知乙嘀，對(duì)數(shù)控加工機(jī)床主軸有：
　　
　　P=T×n/9555
　　
　　這兒，P：主軸切削功率勤消，kW美丝；T：主軸切削轉(zhuǎn)矩，Nm源糖；n：主軸轉(zhuǎn)速替塑，r/min。
　　
　　從上式可看出师晨，在確定的主軸功率場(chǎng)合下看卦，主軸切削轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速互為制約的。這也正是前面所討論的高功率高轉(zhuǎn)矩通常就意味著較低轉(zhuǎn)速研神，而高功率高轉(zhuǎn)速則就意味著較低轉(zhuǎn)矩的緣故惩凉。但也存在有這樣一種情況：當(dāng)主軸功率確定且足夠高時(shí)，如果能同時(shí)獲得較高轉(zhuǎn)矩與最大轉(zhuǎn)速纫益，并具有足夠?qū)挼目烧{(diào)速范圍恒襟，則就有可能兼顧滿(mǎn)足粗精加工或/和硬輕合金材加工之需求。

　這就是說(shuō)揍忍，如果在數(shù)控加工機(jī)床上使用一種高功率高轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速寬調(diào)速范圍的單一主軸銑頭則可較好地解決上述所討論的若干問(wèn)題弯疾。隨高轉(zhuǎn)矩高速電主軸技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，設(shè)計(jì)制造一種高功率高轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速寬調(diào)速范圍的電主軸已有可能够颠，一些著名電主軸制造商已推出了高功率高轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速電主軸以適應(yīng)機(jī)床制造商的需求熙侍。為此榄鉴，一些數(shù)控機(jī)床制造商推出了配置有單一高功率高轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速電主軸的緊湊型三高數(shù)控加工機(jī)床履磨。
　　
　　目前，在緊湊型三高數(shù)控加工機(jī)床上使用的高功率高轉(zhuǎn)矩高轉(zhuǎn)速電主軸庆尘，其最高轉(zhuǎn)速多在10,000～18,000r/min剃诅，最大轉(zhuǎn)矩多為200～500Nm巷送，基速多為1,000～2,000r/min。法國(guó)Huron(尤龍)公司新近推出的精密高效高速立式五軸數(shù)控龍門(mén)銑削中心KX200可作為緊湊型三高數(shù)控加工機(jī)床的一個(gè)典型實(shí)例矛辕。該機(jī)床X/Y/Z軸行程達(dá)3,300/2,300/1,000mm笑跛，工作臺(tái)面為3,500×1,250mm。為提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性聊品，采用固定龍門(mén)結(jié)構(gòu)飞蹂，且僅由工作臺(tái)與底座、整體橋式龍門(mén)以及主軸銑頭與滑枕三大部件組成翻屈。特別設(shè)計(jì)的大厚度整體橋式龍門(mén)結(jié)構(gòu)具有良好吸振性陈哑，確保加工過(guò)程穩(wěn)定性、高剛性和高精度奋肄。KX200機(jī)床主軸銑頭設(shè)計(jì)為帶B/C軸并集成有電主軸的擺叉式銑頭轿南；B/C軸由力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，B軸±95°逃口，C軸±190°耀即；電主軸連續(xù)功率達(dá)70kW(S6：86kW)，轉(zhuǎn)矩190Nm(S6：235Nm)编苛，基速3,500r/min藻着，在最高轉(zhuǎn)速12000r/min時(shí)其轉(zhuǎn)矩仍超過(guò)50Nm。XYZ三直線(xiàn)軸全長(zhǎng)定位精度7μm娜摇，重復(fù)定位精度4μm奔豫，旋轉(zhuǎn)軸定位精度7”，重復(fù)定位精度4”渠跷。X/Y/Z直線(xiàn)軸快速進(jìn)給速度為25/40/40m?min-1袄洁，加速度7m/s2，旋轉(zhuǎn)軸速度30r/min收罢，加速度6°/s2晤泌。
　　
　　因此，該機(jī)床可實(shí)現(xiàn)高功率耕姊、高速度和高精度的良好集成桶唐，可用于HEM-HSM加工鈦和高強(qiáng)度鋼等多種硬金屬材，也可用于加工鋁合金材茉兰，在歐洲許多航空飛機(jī)制造廠(chǎng)中得到了廣泛實(shí)際應(yīng)用尤泽。
　　
　　基于該機(jī)床電主軸功率/轉(zhuǎn)矩每轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)，根據(jù)工件材料與刀具實(shí)際直徑作為粗/半粗加工的HEM加工時(shí)可選擇使用主軸轉(zhuǎn)速2,000～5,000r/min规脸，而作為半精/精加工的HSM加工可選擇使用主軸轉(zhuǎn)速6,000～11,500r/min范圍坯约。
　　
　　上圖為意大利大型數(shù)控機(jī)床制造商Parpas公司為航宇和模具制造業(yè)推出的高性能大型高架龍門(mén)移動(dòng)式五軸數(shù)控銑削中心機(jī)床XS，其XYZ軸行程可達(dá)3,000～20,000mm、2,500/3,000/3,500mm和1,250/1,500mm闹丐。該機(jī)床設(shè)計(jì)有帶A/C兩旋轉(zhuǎn)軸集成化電主軸銑頭横殴，主軸連續(xù)功率50kW，轉(zhuǎn)矩265Nm卿拴，基速1,800r/min衫仑，最高轉(zhuǎn)速15,000r/min。和法國(guó)Huron公司KX200機(jī)床電主軸相比堕花，具有更大的轉(zhuǎn)矩和更高的轉(zhuǎn)速满戒。該機(jī)床是為完全通過(guò)刀具運(yùn)動(dòng)數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)，X/Y/Z軸進(jìn)給速度高達(dá)60/40/40m?min-1稳荒，A/C軸達(dá)40r/min癣垛，且在最高轉(zhuǎn)速15,000r/min時(shí)其轉(zhuǎn)矩仍超過(guò)30Nm。
　　
　　同樣乓收，該機(jī)床可用于加工鋁合金等輕合金材瞻坊，也可用于加工鈦合金等硬合金材。同時(shí)愧棋，基于該機(jī)床電主軸功率/轉(zhuǎn)矩每轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)兼峻，根據(jù)工件材料與刀具實(shí)際直徑當(dāng)作為粗/半粗加工的HEM加工時(shí)可選擇使用主軸轉(zhuǎn)速800～4,500r/min，而作為半精/精加工的HSM加工可選擇使用主軸轉(zhuǎn)速5,000～14,000r/min范圍罗和。

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