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電主軸知識(shí)簡(jiǎn)介
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(huì)把高速加工推向一個(gè)新時(shí)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(rùn)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(shí)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(wú)限長(zhǎng) 。
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(tái)高速電機(jī),其關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動(dòng)平衡。
潤(rùn)滑:電主軸的潤(rùn)滑一般采用定時(shí)定量油氣潤(rùn)滑;也可以采用脂潤(rùn)滑,但相應(yīng)的速度要打折扣。
所謂定時(shí),就是每隔一定的時(shí)間間隔注一次油,所謂定量,就是通過(guò)一個(gè)叫做定量閥的器件,地控制每次潤(rùn)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,必須用高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)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(shì)
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(gè)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(shì)。
電主軸zui早是用在磨床上,后來(lái)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(lái)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(dòng)、油氣潤(rùn)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(gè)型號(hào)的電主軸產(chǎn)品。無(wú)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(guò)液壓壓力來(lái)改變軸承的預(yù)緊力,以適應(yīng)不同的切削
狀態(tài)。
潤(rùn)滑:IBAG軸承的潤(rùn)滑方式有油氣潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑兩種方式,用戶可以任選其一。IBAG的直接潤(rùn)滑技術(shù),讓潤(rùn)滑油通過(guò)軸承外圈上的小孔直接達(dá)到滾珠,這種潤(rùn)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(rùn)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(dòng)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(cè)元件來(lái)檢測(cè)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(hào),送到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)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(méi)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(méi)有問(wèn)題。內(nèi)置編碼器輸出正弦脈沖。
主軸驅(qū)動(dòng):IBAG提供性能優(yōu)異的主軸矢量驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置。
現(xiàn)在的機(jī)械加工工藝要求的主軸轉(zhuǎn)速越來(lái)越高,高轉(zhuǎn)速也越來(lái)越成為衡量一個(gè)產(chǎn)品水平的標(biāo)志,成為商家競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),誰(shuí)先采用了更高轉(zhuǎn)速的主軸,誰(shuí)便在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中擁有了一張硬牌。趨勢(shì)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(huì)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(dòng)性能好,力矩大,效率高;
★分別采用日本、德國(guó)、法國(guó)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(zhǎng);
★噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn);
★迅速、定位準(zhǔn)確的自動(dòng)換刀;
★產(chǎn)品采用磁懸浮軸承,交流永磁同步電動(dòng)機(jī)。
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