为了实现难加工材料零件的高效精密加工，瑞士DAMA公司在该领域又有了新的突破。“我们专业研发和制造用于加工硬脆材料的机床，也就是加工所谓的新材料，如工业陶瓷、蓝宝石、玻璃和复合材料，这些都属于新型且难切削的材料。针对这个领域我们主要集中研发旋转超声辅助磨削加工技术。”DAMA公司总裁Marcel Weber解释说道。“根据客户需求，我们配置用于外圆磨、平面磨和轮廓磨削的机床，其机床结构为1～5轴。我们的强项是通过在超声波发生器的激励下产生的轴向振幅作用于旋转的磨削运动上。”也就是说带有旋转工具，如砂轮或者磨头的研磨是依靠自身运动实现的。同时工具的振动是在一个指定的范围内。由此，大大节省了所需的加工力，亦即减少了加工时间。另外，可以采用小型工具以生产细小的结构。这种技术为硬加工领域开辟了更多新的应用可能性做出了贡献。为了使机床利用超声波技术进行加工，DAMA公司秉承了前任公司DAMA(Darmstaedter Maschinenbau)光学机作为基础技术并继续研发而成。

图1 第4轴Lehmann旋转工作台EA520被安装在DAMA超声波磨削机床USG500 上，第5轴是由DAMA自己制造的Torgue驱动轴

目前生产的超声波发生器的振动频率范围为20～45 kHz，其电能是通过转换器被转变成机械运动并作用于工具上。这不是简单的过程链，其新型系统在能源传输过程中是通过电感式的。所以，具有无干扰和无需维护的优点。

低振动的铸件床身适用于高精密研磨加工

DAMA磨床组件包括其他众多的标准元件，其核心元件是超声波系统。高精度的磨削加工主要基于稳定的低振动的铸件床身。该机床配有3个线性轴，其通过带有预紧的直线往复运动球轴承的伺服电机驱动。他们被安装在加工空间之外，由此具有防磨削油泥和灰尘的特点。直线滚柱导轨保证了机床安静和稳定地运行。

图2 DAMA将Lehmann旋转工作台EA520用一个支架支撑，USG机床的精度无可比拟

客户可根据应用需要选择不同的主轴和夹紧装置以及刀柄和刀具(带或者不带换刀装置)进行优化组装配置。微型磨头加工可选择带有压力控制的内吹洗装置。自动与进给匹配的力测量系统可以使整个过程实现最佳化并保证了重复精度。USG的3根线性轴完善了外圆轴功能。比如，通过B轴的安装，使磨头进行摆动和实现4轴加工。为了满足需求日趋增多的5轴加工，DAMA研发了超声波磨床USG500。

研发者在这台机床上标准配置了瑞士生产商pL Lehmann旋转工作台，该CNC旋转工作台被固定在一个专用的支架上，使几何形状的精密矫正成为可能，并作为第4轴使零件摆动。“当我们需要自行制动的驱动机械系统的定位轴时，也就是齿轮传动结构，早在2007年我们就与Lehmann公司合作了。”Marcel Weber说道。

在超声波磨床USG500的Lehmann旋转工作台上安装了另外一根旋转轴，其由DAMA自己安装并用于直接驱动。这根旋转轴是可转位和高精密的扭矩轴，可提供更高转速和更低力矩。还有一台专门针对磨削加工而研发的齿轮电动机。

5轴超声波辅助磨削的典型例子源于光学工业，所谓的Laser-Gyros激光陀螺仪，其是由玻璃陶瓷材料的正方体组成，其4面有精密的孔腔，这个部件属于定位系统，广泛应用于航空航天、船舶和火车交通，也应用于钻孔设备以及高精度识别位置的改变。

这种专用5轴机床也应用于其他行业，如钟表工业或者医疗行业，主要用于陶瓷材料加工，甚至可以实现精密模拟加工。按照Marcel Weber的说法，Lehmann旋转工作台和DAMA Torque轴是最理想的组合。EA-520尺寸非常适合，并可以提供所需的力矩，为Torque轴提供安全和精密的转动，其夹持力也足够用，因为在磨削过程中不会产生大的加工力。在负荷变换时出现的反向间隙处在非常小的极限内，通过光学角度测量系统的使用和相应的调节，完全可以满足其精密要求。“我们可以保证实现±5 s，因为我们知道，实际数值明显低于这个数值。”MarcelWeber补充说道。

用于精密模拟加工的无间隙齿轮箱

最近Marcel Weber紧张地期待着Lehmann研发的第3版本PDG，这种齿轮转台是在预紧的状态下供货的，可以实现精密模拟加工，无需直接测量系统，届时DAMA将引进PGD转台，所需的等待时间不会很长，因为按照惯例，每年可生产5台USG500。