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技術(shù)文章
電主軸知識簡介
閱讀：4892 發(fā)布時間：2010-7-10 電主軸是zui近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)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、換刀裝置等。
電主軸所融合的技術(shù)：
高速軸承技術(shù)：電主軸通常采用復(fù)合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時也采用電磁懸浮軸承，或靜承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽命無限長 。
高速電機(jī)技術(shù)：電主軸是電機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電機(jī)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機(jī)，其關(guān)鍵技術(shù)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(yīng)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，就是通過一個叫做定量閥的器件，地控制每次潤滑油的注油量。
冷卻裝置：為了盡快給高速運(yùn)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(shí)現(xiàn)自動換刀以及剛性攻絲，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相位控制以及與進(jìn)給的配合。
自動換刀裝置：為了適用于加工中心，電主軸配備了能進(jìn)行自動換刀的裝置，包括碟形簧、拉刀油缸。
高速刀具的裝卡方式：廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實(shí)踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀柄。
高頻變頻裝置：要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電機(jī)，變頻器的輸出頻率甚至需要達(dá)到幾千Hz。
三、電主軸產(chǎn)品的技術(shù)與發(fā)展趨勢
瑞士IBAG公司在電主軸行業(yè)技術(shù)，公司成立于1941年，生產(chǎn)慢慢主軸已經(jīng)有30年的歷史了。現(xiàn)在就以這個公司的產(chǎn)品為例，讓大家了解一下電主軸的技
術(shù)與發(fā)展趨勢。
電主軸zui早是用在磨床上，后來才發(fā)展到加工中心。瑞士強(qiáng)大的精密機(jī)械工業(yè)（例如的表工業(yè)）不斷提出要求，早在20年前高速切削就在瑞士變是越來直流行，使電主軸的功率和品質(zhì)都不斷得到提高。IBAG公司提供幾乎任何轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、尺寸的電主軸，產(chǎn)品范圍很寬，其電主軸zui大轉(zhuǎn)速可達(dá)140000r/min，直徑范圍33~300mm，功率范圍125W~80kW，扭矩范圍0.02~300Nm。用戶可能提出自己希望的功率、扭矩曲線，還可以為用戶做特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)。
IBAG電主軸特色
IBAG提供全套的電主軸系統(tǒng)，包括：電主軸、矢量變頻驅(qū)動、油氣潤滑裝置、冷卻裝置、管路、電纜、刀具等。
IBAG電主軸產(chǎn)品種為非常齊全，共有15類60幾個型號的電主軸產(chǎn)品。無論用戶
要求的是高速度、大扭矩還是大功率，IBAG的產(chǎn)品總有一款能滿足您的要求。目前為止，IBAG電主軸的zui高速度是140000r/min，zui大額定扭矩是300Nm，zui大功率8
0kW。
軸承：IBAG電主軸采用復(fù)合陶瓷軸承、靜承，及電磁軸承，根據(jù)用戶要求，也可以采用鋼軸承。可以通過液壓壓力來改變軸承的預(yù)緊力，以適應(yīng)不同的切削
狀態(tài)。
潤滑：IBAG軸承的潤滑方式有油氣潤滑和脂潤滑兩種方式，用戶可以任選其一。IBAG的直接潤滑技術(shù)，讓潤滑油通過軸承外圈上的小孔直接達(dá)到滾珠，這種潤滑方式可以使相同規(guī)格的軸承工作在更高的極限轉(zhuǎn)速，而且消耗的潤滑油量更少。
氣封：電主軸的前端采用氣封，保證灰塵、冷卻液等不進(jìn)入主軸軸承。
主軸軸向尺寸動態(tài)補(bǔ)償：在位置精度要求*的情況下，IBAG可以在電主軸上提供一檢測元件來檢測電主軸的同向尺寸變化，尺寸的變化量被轉(zhuǎn)化1V/10μm的模
擬信號，送到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)的尺寸閉環(huán)補(bǔ)償。
刀機(jī)接口：IBAG提供HSK、SKI、CAPTO、BT刀具接口，用戶可以任選一種。
主軸中心冷卻：IBAG提供主軸中心冷卻選項(xiàng)，30000r/min之內(nèi)都可以采用刀具內(nèi)冷，冷卻液壓力可達(dá)80bar（8MPa）。
抓刀方式：IBAG電主軸采用液壓抓刀，采用機(jī)床本身的液壓系統(tǒng)即可；若機(jī)床沒有液壓系統(tǒng)，IBAG提供的氣液轉(zhuǎn)換裝置可以將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換為液壓壓力送到主軸。
與數(shù)控系統(tǒng)的接口：IBAG電主軸系統(tǒng)既提供數(shù)字接口，也提供模擬接口，與任何數(shù)控系統(tǒng)匹配都沒有問題。內(nèi)置編碼器輸出正弦脈沖。
主軸驅(qū)動：IBAG提供性能優(yōu)異的主軸矢量驅(qū)動裝置，但考慮用戶的方便，也可選擇Siemens，F(xiàn)anuc，Indramat或是其它品牌的主軸驅(qū)動裝置。
現(xiàn)在的機(jī)械加工工藝要求的主軸轉(zhuǎn)速越來越高，高轉(zhuǎn)速也越來越成為衡量一個產(chǎn)品水平的標(biāo)志，成為商家競爭的焦點(diǎn)，誰先采用了更高轉(zhuǎn)速的主軸，誰便在激烈的競爭中擁有了一張硬牌。趨勢就是：以專業(yè)廠家生產(chǎn)的高質(zhì)量的電主軸取代各機(jī)床廠家自己生產(chǎn)的傳統(tǒng)主軸，電主軸將會像直線導(dǎo)軌一樣成為機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)部件。而我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的高轉(zhuǎn)速電主軸具有以下特點(diǎn)：
★起動性能好，力矩大，效率高；
★分別采用日本、德國、法國生產(chǎn)的精密鋼珠軸承，超精密陶瓷球軸承；
★結(jié)構(gòu)可靠、密封性能優(yōu)良、精度高，使用壽命長；
★噪音低、振動小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；
★迅速、定位準(zhǔn)確的自動換刀；
★產(chǎn)品采用磁懸浮軸承，交流永磁同步電動機(jī)。