| 高速切削技术已成为机床工业最重要的发展趋势之一，许多机床厂都将高速加工中心作为自己的主导产品，相关新部件和新款机床配套件层出不穷。本文从中撷取数款精品，阐明该领域技术与产品的日益成熟，正助推着金属加工效率的全面提升。 |
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对于高速加工的一般定义为：
1. 高的主轴转速，一般在每分8000转以上（按机床规格的大小而不同）；
2. 高的进给速度，一般在每分15米以上；
3. 快的移动速度，一般在每分55米以上（按机床规格的大小而不同）；
4. 高的加（减）速度，一般在0.5g-1.5g以上（按机床规格的大小而不同）；
5. 微米级的加工精度；
6. 高的静、动态刚度和轻量化的移动部件。
确实，这些反映了高速加工最基本的要素。高速加工技术一方面在这一领域不断推出创新产品，另一方面，积极研发新的辅助技术以减少辅助工序对高速加工效率的影响也成为不同厂家开发高速加工中心的重点之一。
德马吉全新高速铣
德马吉（DMG）公司最新推出系列化适应各种工件尺寸和加工任务的高速切削技术以及5轴联动高速铣技术。这个全新的系列产品覆盖从小工件加工200×200×280 mm行程范围的HSC 20 linear到工件重量达1,800 kg的大型工件加工的精密加工中心HSC 105 linear。
HSC 20 linear：紧凑型高速加工中心
加工小型工件的HSC 20 linear机床是德马吉高速切削技术的代表机型。该机采用龙门结构，自带NC数控回转摆动工作台，支持5轴联动加工。X、Y和Z轴全部采用直线驱动技术和精密冷却技术，加速度达2 g，所有轴全部采用直接测量技术，主动冷却高性能42,000 rpm主轴带HSK-32刀柄，超高精度轮廓质量（标准为P5）。占地面积仅2.5 m2，X、Y和Z轴行程范围200×200×280 mm。还提供大量扩展功能，从3轴扩展到5轴加工和采用转矩电机驱动的NC回转摆动工作台。该设备并装配有自动换刀系统，标配24刀位的刀库，并可选配60刀位刀库，从而大大提高加工效率。
除使用冷却液的HSC加工外，还可为该机床特配除尘系统，使HSC 20 linear可以加工石墨或铣削陶瓷胚体。
加工小型工件的HSC 20 linear机床拥有高质量高速度加工所需的全部功能。具有动态性能好，精度高，结构紧凑，通用性强和智能化程度高的特点。 |
HSC 55 linear：高速精密加工中心
利用全新设计理念开发的高速精密加工中心HSC 55 linear确立了动态性能、灵活性、尺寸精度和表面质量的全新标准。它采用的龙门结构具有超高刚性，热对称平衡结构，标配28,000 rpm高速主轴，所有轴采用直接驱动技术，加速度2g，快移速度80 m/min，HSC 55 linear加工中心提供两个版本：带刚性工作台的3轴结构或带回转摆动工作台的5轴加工中心。两种工作台都由两个横向直线电机驱动（龙门结构），定位精度高。行程范围（X，Y和Z轴）3轴机型为450×580×400，5轴机型为450×600×400 mm。
5轴机型的回转摆动工作台的两个轴（C轴和A轴）也分别采用直接驱动或转矩电机驱动。C轴摆动或回转范围为360°，A转动范围+10°至-100°。两轴转速高达120rpm。为确保加工重达200kg工件期间机床具有充足稳定性，工作台由扭矩为2,000Nm的机床自带液压夹紧系统夹持。
此外，加工区的合理安排和主轴的高转速使HSC 55 linear加工中心不仅是高速加工高硬钢材的理想选择，也是高速加工石墨材料的理想选择。落屑和排屑性能并不是唯一考虑因素。所有驱动和导轨全部安装在加工区外，最大限度避免对加工过程的干扰。
HSC 55 linear数控系统为新型DMG ERGOline Control控制系统和海德汉iTNC 530。这一数控系统除了具有控制精度高、编程容易等特点外，还代表着德马吉公司在5轴机床领域20多年的技术领先实力。例如“碰撞监测”功能可以实时动态监测碰撞，因此能最有效利用加工区域空间。“3D quickSET”功能可以快速检查和修正加工区内运动特性，“ATC”功能允许用简单的按钮设置自动调整驱动性能，从而缩短加工时间及提高和改善相关质量。“ACC”自动加速度控制功能使机床参数可以自动适应工件重量。因此可以高速铣削重量轻的工件，用低速度铣削重量大的工件。机床允许手动输入重量信息，也可以自动称重。
HSC 75/105 linear：高端立式精密加工中心
德马吉公司的HSC 75 linear或HSC 105 linear是加工大型工件的高端立式精密加工中心。其高生产效率，高轮廓精度和高表面质量只是这一产品的少数几项优点。单以德马吉全新设计理念为例，HSC 75 linear和HSC 105 linear是该产品线中第一个提供B轴转矩电机驱动技术的机床，能扩展为5轴联动高速加工中心。
这两种高速切削机床的所有轴全部为直线驱动，能产生高达2g的加速度和90m/min的快移速度，提高生产效率20%。龙门的紧固铸造结构和有限元优化的模块化床身构成这台机床运动特性和最高表面质量的基础。而且，直接路径测量系统使加工精度和轮廓精度更高。
哈斯立式加工中心高速机
哈斯的立式加工中心高速机有VF-2SS/3SS/4SS/2SSYT/3SSYT/6SS共6个系列。
仅以VF-2SS为例。Super Vf-2基于经工厂验证的哈斯VF-2平台（30"×16"×25"行程），标配12,000rpm直接驱动主轴、超高速刀库和1400英寸/分的高速进给。独特的直接驱动系统直接把马达结合到主轴上，而不是皮带。震动、发热和噪音都比其它驱动系统低，因而能够提供更好的表面加工、热稳定性和安静的操作。新设计的24+1侧挂式刀库采用了更轻的材料和高性能伺服马达，换刀在不到1.5秒即可完成。所有轴上的高螺距滚珠丝杠和高转矩伺服马达提供了1400英寸每分钟的快速进给。
哈斯在高速加工配套件或选配件领域还开发了多种高效的辅助技术以减少除屑、更换工件等操作，从而全面提高整机的生产效率，缩短加工周期。
去除切削通常是一件耗时而影响生产效率的工作。哈斯开发的螺旋式切屑运输机可以自动去除切屑，并且为了增加可靠性，其自带的智能系统可以感测转矩负载，如果发生卡住，则自动逆转方向。切屑通过侧挂式切屑管从机床护罩排出，进入等待于此的一个便携式容器内。
哈斯SMTC的快速换刀系统也使得立式加工中心的生产效率更高。把刀库在工作区外面重新定位可以腾出工作空间，当使用第4和5轴转台或大型夹具时将增加很大的灵活性。该刀库还配备了快速换刀双臂夹，能够更快地换刀。更多的刀具、更多的工作空间和更快的换刀，这些优点合而为一，用户将获得更高的生产率和减少的安装时间。
哈斯在开发立式加工中心高速机的同时，还开发了多种提高周边设备效率的配套系统，显著提高整机生产效率。图为哈斯VF-2SS高速机。 |
在装夹刀具之外，自动托盘也是提高高速加工效率的重要环节。VF-3SS和VF-4SS可选配单（2个工作台）或双（4个工作台）工作台自动交换装置。哈斯APC-自动托盘交换装置，可以实现VF-3或者VF-4的无人操作，提高生产率。哈斯自动托盘交换装置是一种侧面装载的托盘更换器，配有两只19"×40"钢托盘。自动托盘交换装置的重型铸铁底座直接固定在立式加工中心上，可提高稳定性，无需进一步固定，三点调平系统可确保稳定性，避免摇晃。 自动托盘交换装置可实现在某一托盘正在执行加工的过程中，脱机执行非加工任务（例如夹具设置以及部件更换）。
为了达到最大生产力，可增加两只自动托盘交换装置，共4只托盘。在所有托盘均已装载的情况下，无论是两只还是四只，立式加工中心都可实现无人操作。这种集成系统只需经过简单培训即可使用立式加工中心的控制设备无缝操作。
美国MIDACO机床托盘交换系统
美国MIDACO公司有36年生产手动、自动托盘交换系统的历史。据介绍，其带有伸缩支腿的紧凑型传送装置，适用于各种新的或现有的机床，通过交换托盘，可进行加装、卸载、检查工件、设置新任务等工作，另外托盘可以在机床或车间互换，通过在托盘上安装工装卡具，最大限度的减少重复任务的设置时间。
手动托盘系统操作人员可以在数秒内手动更换，手柄能够轻松将托盘精确地锁定在接收装置上。线性导轨保证了托盘平稳流畅传送，重复定位精度+/-0.0025mm。
自动托盘系统的特点是轻松装卡大型和重型工件，最大可承重3636kg。多触点喷气结构保证精确定位、配备三菱可编程控件，与机床完全集成，并允许操作人员根据卡具的重量对托盘的加载速度方式进行编程，以优化加工性能。紧急情况下可快速中断加工。淬硬磨削过的定位销保证+/-0.025mm的重复定位精度。另外可选CE外围壳。
使用MIDACO托盘交换系统可以实现双倍生产率；离线装卡工件；可实现无人化加工；换件不停机；卡具、托盘数秒内完成交换；在相同机床或不同品牌机床间托盘都可以互换等。
用户的评价是最好的说明：“在保证产品质量的同时，由于加载和卸载工件而造成的停机时间大大减少，从而使生产效率大幅度提高，这是我25年多来用过的最好最方便的托盘交换装置。”美国Precision Partners镔翎公司工程师谈到该托盘系统时如是说。
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