德玛吉(DMG)公司是全球知名的切削机床制造商，其核心业务领域覆盖全面，包括“车削”、“铣削”、“超声振动加工”、“激光加工技术”及机床自动化控制系统与软件解决方案。这里只介绍其超声加工机床的相关内容。 

超声加工用刀具

刀具是超声振动加工的关键部件。与常见的超声研磨不同，不是在刀具和工件之间添加研磨膏进行加工，而是将研磨膏中的超硬颗粒——人造金刚砂或其他材料的超硬颗粒，直接嵌入到刀具的内部和表层。刀具是在高速旋转的情况下进行加工的。在振动的同时，刀具进行同步旋转，最高转速介于3000～10000r／min之间，这主要是为了保证加工出的零件上轮廓更为精确，抵消刀具自身的制造误差；同时，利用刀具旋转将切屑带离加工区域，并最终随切削液清除出去。

超声振动切削的加工效果和质量不仅取决于振幅和频率的调整和控制，还取决于附着有金刚砂颗粒的切削刀具，这主要是指金刚石颗粒的大小和尺寸。所要求的表面粗糙度值越小，金刚石颗粒应该越小，而加工效率也会相应降低；表面粗糙度值要求大，则可以选用大尺寸的金刚石颗粒，同时提高切削参数，以便提高切削效率。

此外，同样重要的是金刚砂和其载体之间的化学-机械连接强度。对这一点，要对刀具进行专门的检测，以保证其完全适应超声振动过程。就像整个振动主轴一样，附着有金刚砂颗粒的刀具也要进行高频振动。那么，这种金刚砂载体材料的选取必须能够保证：一方面，在振幅的最大点，金刚砂颗粒能够在工件表面进行高频凿击，并承受一定的切削力；另一方面，该载体的材料还必须有一定的“韧性”，而不至于使金刚石颗粒在接触到工件表面时从载体上脱落。这一点对于延长刀具使用寿命、降低加工成本非常重要。在金刚砂粘接强度理想的情况下，加工过程中，金刚石颗粒的端部会以微米级大小的形式逐渐发生脱落。随着这种脱落的发生，每一个颗粒上新刃口的数量就会增加，这样，刀具就在切削过程中完成了其“自我重磨”的工作，从而使刀具在其整个使用寿命期间高切削去除率保持不变。

如何将机床主轴所产生的振动能量高效地传递到刀具顶端是超声振动加工的另一个关键环节。在DMG公司第一代超声机床上，采用的是一种锥形螺纹来连接刀具和主轴，这种方式可以最大限度地减少能量在传递过程中的损失。但这种方式有很大的负面影响，主要是刀具安装重复精度低，机床通用性差。经过大量的研究和试验，DMG公司现在推出了一种全新的刀具连接方式。

新的连接方式引入了国际通用的HSK主轴和刀具连接方式，同时将超声振动发生装置转移到刀柄上，而不再依靠主轴来产生振动。具体来说，是在机床主轴端面和刀柄之间建立一个电磁场，并依靠电磁感应的方式将高频信号从主轴传递到刀柄上，进而在刀柄内部的压电陶瓷两端激发产生振动效应。这样一来，一方面利用HSK刀柄的高精度特性改善换刀过程中的重复精度低的问题；另一方面，由于HSK是国际通用标准，用户得以在同一台机床上实现两种不同的加工方式，即使用超声振动刀柄，可以进行脆硬材料的振动加工，换上普通HSK刀柄的铣刀、钻头、丝锥，机床就立刻变身为一台标准的加工中心，可对普通的材料进行传统的铣削加工。而且，在此基础上，机床上还增加了刀库和自动换刀功能，对于复杂零件的加工，机床可以按照数控程序的指令自动调用不同的刀具，进行不同内容的粗、精加工，而不需要机床操作人员的介入，保证了生产效率和加工精度，提高了操作人员的安全保障系数。