光波超精密——打印机喷墨嘴气浮轴承
气浮飞刀铣削装置由气浮主轴伺服电动机和控制系统三部分组成﹐主轴是气浮飞刀铣削装置时.天键邵14以及抗具有特别高的回转精度﹐而H对*Rr孤有的精密数控振性都有非常高的要求。按照既要与现有的精密数控车床匹配﹐减小气浮飞刀铣削装置的外形尺寸和重量﹐又要满足回转精度的要求﹐问时1使i.运o平稳温轴承采用具有结构紧凑旋转精度高―运转平稳―温升低及热伸长小等优点的
打印机喷墨嘴气浮轴承
光波超精密——打印机喷墨嘴气浮轴承
气浮飞刀铣削装置由气浮主轴伺服电动机和控制系统三部分组成﹐主轴是气浮飞刀铣削装置时.天键邵14以及抗具有特别高的回转精度﹐而H对*Rr孤有的精密数控振性都有非常高的要求。按照既要与现有的精密数控车床匹配﹐减小气浮飞刀铣削装置的外形尺寸和重量﹐又要满足回转精度的要求﹐问时1使i.运o平稳温轴承采用具有结构紧凑旋转精度高―运转平稳―温升低及热伸长小等优点的空气静)土和少加的回转中采用球面结构﹐这样两球心的连线就是主轴的回转中心线,可以自动找正。
与圆柱形气浮轴承相比﹐轴颈加工精度相同的两个轴承﹐球面结构容易装配﹐而且装配精度更高。用一个分辨率为0.05 um的接触式电感测头测量主轴旋转误差。测量时﹐采用Donaldson提出的180°转位法来消除似刚令让均为o1 um。主量结果主轴的径向跳动和轴向窜动均为0.1 um。主轴zui大转速3 000 r/min﹐由数字控制系统实现正反转闭环控制﹐转速误差为±1 rlmin。
加工时﹐铣削装置与车削刀具一同固定在精密数控车床的工作台上,飞刀装夹在与气浮主轴连接的刀盘上﹐并绕轴旋转。工件通过弹簧夹头装夹在该车床的主轴上﹐利用车床上的成组刀具车削出外轮廓后,锁定主轴﹐按照数控指令将飞刀移至工件需切削的位置﹐铣削出所需的微小i平面。
空气轴承的工作原理
压缩空气进入由空气轴承支撑的动力轴,被分成两个通道,一个通道用以驱动动力轴,另一个通道用于轴承座支撑动力轴。其中的自旋转动力轴和空气轴承座都是经精密的机械加工,两者间保持0.02mm的间隙,(根据载荷与转速设计就有不同的数据)。
压缩空气进入自旋轴,采取将其分成两个通道,去驱动与支撑动力轴,使其zui高转速达350,000r/min。(目前我们能做的轴承可以达到20万转/分,在国内已经算是顶i尖水平,要在提升技术,要等有钱了,更换一些高i档的设备才能做到。国际上能做到35万转/分,但报废率非常高,应用也不广。)
由几个空气轴承支撑着的动力轴,能够安装在车床的卧式刀架上,分别以纵向静态安装和动态驱动刀具两种状态进行加工。
空气轴承结构本身存在着的刚性差和引起的不同心,不但没有影响加工精度,反而由于可使刀具稍微浮动,因而提高了零件的加工精度,而且还具有切削力小,机床消耗功率小等优点。即使对于较低转速(60,000r/min)加工,机床消耗的zui大切削功率只为40W。在机床主轴上能安装0.1mm小的钻头。(目前我们自己组装的一台机器能够钻到0.1mm的小孔。)
空气轴承(又称为气浮轴承)指的是用气体(通常是空气,但也有可能是其它气体)作为润滑剂的滑动轴承。空气比油粘滞性小,耐高温,无污染,因而可用于高速机器、仪器及放i射性装置中,但其负荷能力比油低。因此,空气轴承具备了以下的优点:
1.更
空气轴承能提供极高的径向和轴向旋转精度。由于没有机械接触,磨损程度降到了zui低,从而确保精度始终保持稳定。
由于制造结构的不同,空气主轴旋转时的精i确性是天生具备的。特殊的制造技术提高了这一精i确性,能够提供极高的旋转和轴向精度。空气主轴的设计是,能够在轴向和径向同时获得小于0.1微米TIR的旋转精i确性。由于旋转的转子和静态支撑部分之间没有机械接触,所以没有磨损产生,从而确保精度始终保持稳定——制造商使用统计学加工控制的一个重要特性。
2. 运行转速高且振动小
空气轴承内部的低剪切力,能够在提供极高转速的同时,将动力损失降到zui低,并使产生的热量非常小。转速可以超过300,000转/分钟。
空气轴承阻力较低,允许较高的速度,并能同时保持较低的振动水平。摩擦对空气轴承旋转的阻碍非常小,并且,因此使得动力损失和热量产生也非常小。这使得转子能够以极高的表面速度运行。有些主轴中,较高的旋转速度会导致轴承硬度的增加——由空气动力学和回转加劲的特点导致的。
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