动交换主轴铣头的三高数控加工机床　
　

    　高性能高效高速数控加工机床多采用系列化、标准化和模块化设计制造技术，允许用户在标准型机床基础上通过选配包括不同特性主轴铣头或和电主轴在内的模块化部件，以使同一机床能适应不同需求的HEM-HSM加工应用和自动化水平，呈现了较好的应用柔性。但对终端制造业用户而言，这仍然是一种“专用型”的机床机床主轴 ，因为一旦选配了某种确定特性的主轴铣头或电主轴，这时该机床的加工能力也就被确定在某种确定的范围内，仍然呈现为专用性的特征。
　　
　　为此，机床制造商开发了可实现主轴铣头自动交换功能的数控加工机床，以便随时根据实际需求可自动选择相应的主轴铣头装载到机床主轴上，从而有效扩展了机床的加工能力和适用性，使终端用户真正可获得一种“通用型”的，或者说“高性能”的高效高速数控加工机床。实际上，可交换主轴铣头数控机床应用已有一段历史了，不同的仅是现代此类数控加工机床的技术水平、自动化程度和可靠性更高而已。意大利JOBS公司多功能大型数控铣镗加工中心机床JomaX系列即可作为这种三高数控加工中心机床的一典型实例。JomaX系列数控机床可根据用户具体需求而灵活配置成3/3 2/4/5轴数控铣镗加工中心，包括龙门固定工作台移动结构的JomaX261、龙门移动工作台固定结构的JomaX265和动立柱结构的JomaX269三种型号。
　　
　　龙门移动立式主轴结构的JomaX265大型数控铣镗加工中心机床具有高结构刚度，高动态特性和高精度的特点。机床X/Y/Z三直线轴行程达3,500(6,500/8,000/9,500)/3,000(4,000)/1,250(1,500)mm，速度32m/min，加速度2.5m/s2。JomaX系列机床通过基本通用主轴系统(BUSS：BasicUniversalSpindleSystem)实现主轴铣头自动交换，因而可实现在一台机床上不用重新装夹定位零件就能使用不同主轴铣头进行粗加工、半粗加工、半精加工和精加工切削，并可适应不同工件材料的HEM-HMS加工。其结果提高了零件加工生产率，提升了机床加工应用柔性，并能减少设备投资费用。JomaX系列机床可选配如下几种基本类型主轴铣头：
　　
　　(1)直铣头：高刚性直铣头，主轴功率30/45kW(S6：38/56kW)，转矩955/1,430Nm(S6：1,210/1,780Nm)，最高转速4,000r/min，刀具接口HSK-A100。用于高效率正交三轴铣镗粗加工/半粗加工。
　　
　　(2)带C轴直角铣头：主轴功率25/42kW(S6：31/53kW)，转矩796/1,337Nm(S6：987/1,687Nm)，最高转速3,000r/min，带连续3,600旋转轴C，速度5r/min(300/s)，刀具接口HSK-A100。用于多方向工件侧面高效切削加工。
　　
　　(3)双分度铣头TMX：带C/A旋转分度定位摆叉式主轴铣头，C旋转轴360°(±180°)，10分度，A摆动轴120°( 15°/-105°)，10分度，旋转轴速度5r/min，电主轴功率34kW(S6：41kW)，转矩260Nm(S6：310Nm)，基速1,250r/min，最高转速8,000r/min，刀具接口HSK-A100。TMX可用于实现“3 2”轴高效数控加工。
　　
　　(4)摆叉式主轴铣头T2K：JOBS公司带A/C旋转轴摆叉式主轴铣头，范围较广，包括不同类型的带旋转轴的高功率高转矩机械驱动主轴铣头，或带双旋转轴的高速电主轴铣头，诸如T2D-T3D，T2K-T3K，TMXP等等。
　　
　　JomaX265机床标配为：
　　
　　(1)强力铣头T2K-2-P：一种高功率高转矩摆叉式主轴铣头，用于五轴联动数控加工，配置有集成化电主轴，功率42kW(S6：53kW)，转矩1,340Nm(S6：1,687Nm)，基本转速300r/min，最高转速4,000r/min，C轴360°连续，A轴220°(±110°)，旋转轴速度5r/min(30°/s)，刀具接口HSK-A100。
　　
　　(2)高速铣头T2K-EP：一种高功率高转速摆叉式主轴铣头，C轴3600连续，A轴190°( 100°/-90°)，旋转轴速度5r/min(30°/s)，主轴功率34kW(S6：41kW)，转矩260Nm(S6：310Nm)，基速1,250r/min，最高转速8,000r/min，刀具接口HSK-A100。
　　
　　而在JomaX245机床上则标配为：
　　
　　(1)强力铣头T2K-P：功率37.5kW(S6：45kW)，转矩940Nm(S6：1145Nm)，最高转速4,000r/min，C轴360°连续，A轴220°(±110°)，旋转轴速度5r/min，刀具接口ISO50。
　　
　　(2)高速铣头T2K-S：C轴360°连续，A轴190°( 100°/-90°)，旋转轴速度5r/min，主轴功率34kW(S6：40kW)，转矩169Nm(S6：200Nm)，最高转速8,000r/min，刀具接口HSK-A100。
　　
　　(3)高速铣头T2K-S：C轴3600连续，A轴190°( 100°/-90°)，旋转轴速度5r/min，主轴功率34kW(S6：40kW)，转矩51Nm(S6：56Nm)，最高转速18,000r/min，刀具接口HSK-A63。
　　
　　据恒超机床主轴 了解，大众汽车公司在斯克达工厂装备有由两台带BUSS系统的JOMACH245数控铣镗加工中心机床组成的托盘化加工单元，每台数控机床带有6个可交换主轴铣头、6个托盘站和容量32把的在机刀库。通过BUSS系统，就可在该加工单元内高效地完成大型模具的粗加工、半粗加工、半精加工和精加工切削。JOMACH245机床45kW的高刚性直铣头，允许使用直径超过100mm刀具进行零件2D高效粗加工与半粗加工，直角铣头可对模具侧面实现加工，用于五轴联动加工的强力主轴铣头可使用合适的端铣刀进行模具3D型面的高效粗加工与半粗加工，而用于五轴联动加工的高速主轴铣头(18,000r/min)可进行模具高速半精加工与精加工。
　　
　　实际上，JOBS公司还有许多主轴铣头产品可供用户选择，包括不同类型的带旋转轴的高功率高转矩机械驱动主轴铣头和带双旋转轴的高速电主轴铣头，主轴功率高达85kW，转速达27,000r/min并在该公司其它数控机床上得到了应用。如JOBS公司新近推出的卧式动立柱结构的JomaX269大型高速数控强力铣削加工中心机床，见右图，配置有两种主轴铣头的BUSS，一种为机械驱动的可带或不带A/C旋转轴的强力主轴铣头，最大功率75kW，转矩2,500Nm，刀具接口HSK-A100；另一种为带A/C旋转轴的高速主轴铣头，其最高转速15,000∼27,000r/min，刀具接口HSK-A63。同时，用于五轴加工的主轴铣头，其A/C转轴的驱动转矩高达10,500Nm。这儿就不一一列举了。