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隨著電氣傳動技術(變頻調(diào)速技術、電動機矢量控制技術等)的迅速發(fā)展和日趨完善,高速數(shù)控機床電主軸廠家已主傳動系統(tǒng)的機械結構已得到極大的簡化,基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。電主軸生產(chǎn)廠家小編今天就帶你說說關于加工中心電主軸的內(nèi)部結構及動作原理分析。
機床主軸由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動,從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零,實現(xiàn)了機床的“零傳動”。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結構形式,使主軸部件從機床的傳動系統(tǒng)和整體結構中相對獨立出來,因此可做成“主軸單元”,俗稱“電主軸”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。由于當前電主軸主要采用的是交流高頻電動機,故也稱為“高頻主軸”(High FrequencySpindle)。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié),有時又稱它為“直接傳動主軸”(Direct Drive Spindle)。
電主軸軸承采用高速軸承技術,耐磨耐熱,壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍。
產(chǎn)品特性 高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、內(nèi)圈帶鎖口的結構更適合噴霧潤滑。
主要用途 數(shù)控機床 ●機電設備 微型電機 ●壓力轉(zhuǎn)子 步進電機
電主軸是最近幾年在數(shù)控機床領域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術,它與直線電機技術、高速刀具技術一起,將會把高速加工推向一個新時代。電主軸是一套組件,它包括電主軸本身及其附件:電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。
電主軸所融合的技術
高速軸承技術
電主軸通常采用動靜壓軸承、復合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。 動靜壓軸承具有很高的剛度和阻尼,能大幅度提高加工效率、加工質(zhì)量、延長刀具壽命、降低加工成本,這種軸承壽命多半無限長。 復合陶瓷軸承目前在電主軸單元中應用較多,這種軸承滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球,軸承套圈仍為鋼圈,標準化程度高,對機床結構改動小,易于維護。 電磁懸浮軸承高速性能好,精度高,容易實現(xiàn)診斷和在線監(jiān)控,但是由于電磁測控系統(tǒng)復雜,這種軸承價格十分昂貴,而且長期居高不下,至今沒有得到廣泛應用。
高速電機技術
電主軸是電動機與主軸融合在一起的產(chǎn)物,電動機的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分,理論上可以把電主軸看作一臺高速電動機。關鍵技術是高速度下的動平衡;
潤滑
電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑;也可以采用脂潤滑,但相應的速度要打折扣。所謂定時,就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量,就是通過一個叫定量閥的器件,精確地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑,指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下,被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要,太少,起不到潤滑作用;太多,在軸承高速旋轉(zhuǎn)時會因油的阻力而發(fā)熱。
冷卻裝置
為了盡快給高速運行的電主軸散熱,通常對電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內(nèi)置脈沖編碼器
為了實現(xiàn)自動換刀以及剛性攻螺紋,電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器,以實現(xiàn)準確的相角控制以及與進給的配合。
自動換刀裝置
為了應用于加工中心,電主軸配備了自動換刀裝置,包括碟形簧、拉刀油缸等;
高速刀具的裝卡方式
廣為熟悉的BT、ISO刀具,已被實踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。
高頻變頻裝置
要實現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電動機,變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲.