高速主軸單元

高速主軸單元是高速切削機(jī)床最重要的部件，也是完成高速和超高速加工的最關(guān)鍵技術(shù)

之一。需求動平衡性高，剛性好，反轉(zhuǎn)精度尚，有杰出的熱穩(wěn)定性，能傳遞滿足的力矩和功

率，能接受高的離心力，帶有準(zhǔn)確的測溫設(shè)備和高效的冷卻設(shè)備。

高速主抽單元的類型首要有電主軸和氣動主軸，氣動主軸當(dāng)前的研討首要是應(yīng)用于精密

加工，功率較小，其轉(zhuǎn)速達(dá)150000r／min，輸出功率僅為30w擺布。

8．2．1 高速電主軸的布局和特色

高速電主軸是高速機(jī)床的核心部件，它將機(jī)床主軸與電機(jī)軸合二為一，行將主軸電機(jī)的

定子和轉(zhuǎn)子直接裝入主軸組件的內(nèi)部．也被稱為內(nèi)裝式電主軸(built—En m。tor sPindle＞。其間不再運(yùn)用皮帶或齒輪傳動副，然后完成機(jī)床主軸體系的“零傳動”*具有布局緊湊、重量輕、慣性小、動態(tài)特性好等長處，并改進(jìn)了機(jī)床肋動平衡，避免振蕩和噪聲，在超高速機(jī)床中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前電主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)200000r／min，宜徑規(guī)模33—300mm，功率規(guī)模125w一80kW，扭矩規(guī)模o．02—300N·m。圖8—2所示為高速加工用的電主軸示意圖。

電主軸取消了傳統(tǒng)的皮帶及齒輪傳動，選用內(nèi)裝式vAc溝通變頻寬速電機(jī)和主軸聯(lián)為一體的直接驅(qū)動，即所謂的“零傳動”。可以完成更高的速度、稿度、功率。布局緊湊、重

量輕、慣性小、振蕩小、噪聲低、呼應(yīng)快，易于完成主軸定位，是高速主鈾的理想布局。圖

8—3所示的電主軸布局是將電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸，主軸單元的殼體即是電機(jī)座，

并合作其他安全保證措施，完成電機(jī)與機(jī)床主軸的一體化。電主軸布局的根本構(gòu)成如，它通

常由電主軸單元、軸承及其光滑單元、主軸冷卻單元以及動平衡單元組成。

與傳統(tǒng)機(jī)床主軸比較，電主軸具有如下特色：

(1)主鈾由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)動，省去了中間傳動環(huán)節(jié)，具有布局緊湊t機(jī)械功率

高、噪聲低、振蕩小和精度高等特色；

(2)選用溝通變額調(diào)速和矢[shǐ]量操控，輸出功率大，調(diào)整規(guī)模寬，功率轉(zhuǎn)矩特性好；

(3)機(jī)械布局簡單，轉(zhuǎn)動慣旦小，可完成很高的速度和加速度及定視點(diǎn)酌疾速難停；

(4)電主軸更簡單完成高速化，其動態(tài)精度和動態(tài)穩(wěn)定性非常好；

(5)因?yàn)闆]有中間傳動環(huán)節(jié)的外力作用，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)更乎穩(wěn)．使主軸軸承壽數(shù)得到延伸。

電主軸的根本參數(shù)和首要標(biāo)準(zhǔn)包含：套簡直徑、轉(zhuǎn)速、輸出功率、轉(zhuǎn)矩和刀具接口

等，其間，套簡直徑為電主軸的首要參數(shù)。當(dāng)前，國內(nèi)外專業(yè)的電主軸制造廠已可供給幾百

種標(biāo)準(zhǔn)的電主軸。其套簡直徑從32mm至320mm、轉(zhuǎn)速從10000r／min到15000。r／min、功率從0．5kW到80kW、轉(zhuǎn)矩從o．1N·m到300N·m。

國外高速主軸單元的開展較快，中等標(biāo)準(zhǔn)的加工中心的主軸轉(zhuǎn)速已一般到達(dá)loooor／

min乃至更高。美國福特汽車公司推出的HvM800臥式加工中心主獨(dú)單元選用液體動靜壓

軸承轉(zhuǎn)速為15000 r／mtn；德國GMN公司的磁浮軸承主軸單元的轉(zhuǎn)速達(dá)100000r／min以上；瑞士MiLron公司選用的電主軸具有的矢[shǐ]量式閉環(huán)操控、動平衡較好的主軸布局、油霧光滑的混合陶瓷軸承，可以隨室溫調(diào)整的溫度操控體系，以確保主軸在悉數(shù)作業(yè)時(shí)間內(nèi)溫度恒定。現(xiàn)在國內(nèi)10000—15000r／m：n的立式加工中心和18000 r／min（轉(zhuǎn)/分鐘）的臥式加工中心已開發(fā)成功并投放市場，出產(chǎn)的高速數(shù)字化仿形銑床轉(zhuǎn)速到達(dá)了40000 r／min。