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發(fā)布時間:2021-07-03 10:19  
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采用電主軸的高速加工技術是目前機床行業(yè)非常熱門的一個話題。在高速切削機床中,由于主軸單元系統(tǒng)各零件剛度和精度都較高,而負荷卻不是很大,主軸因切削力引起的加工誤差較小。未來,具備較強的技術水平、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、品牌知名度高的電主軸廠家將會在機床行業(yè)將獲得廣闊的發(fā)展空間。但內(nèi)裝式電動機的功率損耗發(fā)熱和軸承的摩擦發(fā)熱不可忽視,在高速加工中,電主軸的熱變形已成為影響機床加工精度的主要因素,機床熱變形造成的加工誤差達到工件總加工誤差的60% ~ 80%。對高速電主軸的熱態(tài)特性進行分析,以減小溫升和熱變形。對于高速機床來說,電主軸作為其核心部件,除需提高合理的剛度、精度外,另外需考慮電動機和主軸軸承的發(fā)熱及動平衡精度,原有機床主軸的設計理論已經(jīng)不適合高速主軸系統(tǒng)的設計,由此引起了高速主軸系統(tǒng)設計理念和理論的變化。主軸軸承高速下的劇烈摩擦發(fā)熱和高頻電動機發(fā)熱會使主軸產(chǎn)生熱變形,甚至引起主軸系統(tǒng)失效,大大阻礙了新技術的發(fā)展。因此,高速電主軸技術在高速機床研究和發(fā)展中具有重要的意義,電主軸系統(tǒng)發(fā)熱分析及控制措施在高速主軸系統(tǒng)中至關重要,是高速、機床必須要考慮和解決的關鍵技術問題之一。
空載機械摩擦損耗的大小主要取決于摩擦面的種類和制造裝配的質(zhì)量摩擦面上空載時的作用力( 傳動件的重量、偏心質(zhì)量、軸承的預緊力、皮帶拉力以及傳遞空載扭矩等) 摩擦系數(shù)及相對運動速度。對一臺已定的機床,各傳動件的尺寸一定,在潤滑情況保持不變的條件下,則各傳動件的空載機械摩擦損耗隨摩擦表面相對轉(zhuǎn)速的提高而增加??梢哉J為空載機械摩擦功率損耗與相對速度的一次方成正比。高速電主軸的特點:它具有高轉(zhuǎn)速、高精密、噪聲低、低溫升、體積小、安裝方便等特點,是現(xiàn)代數(shù)控機床主要的關鍵部件。各傳動件的攪油功率損耗主要決定于傳動件的種類、尺寸大小、浸油深度、油的粘度、油溫的變化和傳動件的速度。對于一臺結構一定的機床,在主軸箱內(nèi)油面高度固定不變的條件下,則各傳動件的攪油功率損耗隨轉(zhuǎn)速的提高而增加。一般可以認為各傳動件的攪油功率損耗與轉(zhuǎn)速的平方成比例。正常情況下,對于采用飛濺潤滑的主軸箱來說,由于軸位布局合理,浸油齒輪數(shù)目較少,油面高度適宜,則攪油功率損耗占全部空載功率損耗的比例很小,可以忽略??諝庾枇p耗功率就更小了,也可以忽略不計。這樣機床空載功率損耗的總數(shù),可以近似地認為機床主傳動系統(tǒng)空載功率與主軸箱全部軸之和成正比關系。
高速數(shù)控機床主傳動系統(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。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”。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。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”。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”。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié),有時又稱它為“直接傳動主軸”。電主軸的高轉(zhuǎn)速高達60000~180000r/min,旋轉(zhuǎn)部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的離心力,造成機床的振動,從而影響零件的加工質(zhì)量。
將軸承用潔凈的清洗煤油進行徹底清洗,對于脂潤滑,先將含有3%~5%潤滑脂注入軸承作脫脂清洗后,再用油槍將定量的潤滑脂填入軸承內(nèi)(占軸承空間容積的10%~15%);加熱軸承使升溫20~30℃,用油壓機將軸承裝入軸端;將緊定套壓在軸上并以合適的壓力抵住軸承端面使其軸向定位;將彈簧秤的帶子卷在軸承外圈上,用測量啟動力矩的方法校驗所規(guī)定的預負荷是否有大幅度的變動(即使軸承很正確,但由于配合或保持架的變形,預負荷也有變化的可能)。檢查方法:另主軸轉(zhuǎn)速指令信號為零,調(diào)整零速平衡電位計或漂移補償量參數(shù)值,觀察是否因系統(tǒng)參數(shù)變化引起故障。