电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,它与直线电机技术、高速刀具技术一起,把高速加工推向一个新时代。由于滚动体保持架的转速内圈的转速,因此,它所引起的纯径向跳动频率较低。电主轴是一套组件,它包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴,主轴单元的壳体就是电动机机座,
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电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,它与直线电机技术、高速刀具技术一起,把高速加工推向一个新时代。由于滚动体保持架的转速内圈的转速,因此,它所引起的纯径向跳动频率较低。电主轴是一套组件,它包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴,主轴单元的壳体就是电动机机座,并且配合其他零部件,实现电动机与机床主轴的一体化。随着电气传动技术(变频调速技术、电动机矢量控制技术等)的迅速发展和日趋完善,高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化,基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机,故也称为“高频主轴”。由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”(Direct Drive Spindle)。
单列、双列圆柱滚子轴承在高速性能方面均劣于角接触球轴承。这样机床空载功率损耗的总数,可以近似地认为机床主传动系统空载功率与主轴箱全部轴之和成正比关系。角接触轴承是具有接触角的轴承,可以看出圆锥滚子轴承。接触角越大轴向刚度越好,但因为球与滚道之间的陀螺滑动和自旋滑动也大,因此发热也会增加。为了提高速度性能,方法是减小球的大小(或质量)改变沟道的曲率系数,以减小球的离心力,降低高速运转时产生的内部载荷,同时增加球的数量以提高刚性。作为高速主轴轴承材料,陶瓷(Si3N4)有以下优点:高速旋转时滚动体产生的离心力小,重量轻。由于密度比轴承钢小。旋转力矩可以减小,因此可以降低温升,提高寿命。良好的导热性使陶瓷材料的滚动体在高速运转时不易与金属产生粘着。热膨胀小,滚动体与内圈接触时不易发生预紧力增加而导致游隙减小。轴承的变形小,由于硬度高、刚性好。主轴的刚性也得到提高。综上所述,因此,采用陶瓷资料(Si3N4)作为滚动体,与轴承钢滚动体相比速度可提高约25%35%寿命可提高约3倍。
主轴电机操作规范:任何一种设备的操作都有其操作规范,如果操作员能按规范来操作,设备故障就少,寿命就长;反之,故障多,寿命短。作为高速主轴轴承材料,陶瓷(Si3N4)有以下优点:高速旋转时滚动体产生的离心力小,重量轻。主轴电机是一种精密部件,使用就更加讲究,请大家在使用中一定要按下述规范进行:(1)雕铣机的操作员必须经过培训和认可,严禁没有经过训练的操作人员使用雕铣机。(2)开机使用之前,首先要保证电机冷却循环系统工作正常,然后再开启主轴电机,严禁在无冷却的条件下使用主轴电机。(3)工作环境温度不要高于30℃,当环境温度高于30℃后应使用空调,或使用制冷机为主轴电机强制制冷。(4)主轴电机冷却水使用纯净水,水质必须清洁,为防止微生物和水垢的产生,在正常情况下应每七天换一次水,当周边环境高于30℃、又无强制制冷措施的情况下,应该每天在水温高时更换一次纯净水。另外操作员要养成在工作中注意观察水温的习惯,当水温超过30℃就要换水。(5)使用雕铣机必须使用稳压电源和不间断电源,以此保证工作的可靠性。(6)每天开始工作时,主轴电机要按从低速到高速运行的原则,逐步升速预热,当电机达到所需转速且空载运转平稳、温度冷却后再进行加工,这样才能保证较好的加工精度。
采用滚花、冲孔、挂锡等当轴承的轴颈部位有轻微的磨损,或者加工时超差不大,失去配合紧度时,可以在轴颐配合部位处,采用以下方法做为临时应急处理。
滚花:把安装轴承部位的轴颈在车床上用滚花刀滚花。由
于滚压出花纹,使轴颈尺寸增加。
冲孔:人工用样冲子在轴颈部位按圆周均匀打出小孔,靠小孔的突起部分增加轴颐尺寸。
挂锡:在轴须上挂上一层焊锡来达到增加轴顶尺寸的方法。挂锡前应将轴顶上的油污用稀盐酸溶液清洗,然后再用清水冲洗凉干后挂锡,以便使锡层与轴颈接合良好。
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