電主軸生產(chǎn)廠家告訴你加工中心電主軸詳解

一、電主軸系統(tǒng)電主軸系統(tǒng)由內(nèi)裝式電主軸單元、驅(qū)動(dòng)控制器、編碼器、通信電纜和直流母線制動(dòng)器等部分組成。能夠?qū)㈦娋W(wǎng)電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娭鬏S單元的機(jī)械能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電主軸準(zhǔn)停、準(zhǔn)速、準(zhǔn)位的系統(tǒng)稱之為電主軸系統(tǒng)。電主軸系統(tǒng)品質(zhì)的優(yōu)劣是大型數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控車床品質(zhì)優(yōu)劣的關(guān)鍵因素之一，對(duì)閉環(huán)式配置的電主軸系統(tǒng)而言，其品質(zhì)尤為重要。目前我國已能自行開發(fā)設(shè)計(jì)各類高速電主軸，選用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)口編碼器和驅(qū)動(dòng)器來匹配我國自行開發(fā)的電主軸單元，從而組成電主軸系統(tǒng)，以滿足國內(nèi)數(shù)控機(jī)床之急需，從而降低主機(jī)成本，提高主機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭力是一條可行之路。

二、內(nèi)裝式電主軸單元

1、內(nèi)裝式電主軸單元的特點(diǎn)：電主軸單元應(yīng)具備兩大基本特點(diǎn)：（1）裝有內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)。（2）具備整齊的外形尺寸，以利于主機(jī)廠安裝使用。

2、內(nèi)裝式電主軸單元結(jié)構(gòu)用于大型加工中心的內(nèi)裝式電主軸單元由主軸內(nèi)裝飾電動(dòng)機(jī)、支撐及其潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、松拉刀系統(tǒng)、軸承自動(dòng)卸載系統(tǒng)、編碼器安裝調(diào)整系統(tǒng)組成。主軸軸系是高速、高精度主軸的本體。為使主軸軸系在極寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)正常平穩(wěn)工作，必須對(duì)該軸進(jìn)行全面的軸系結(jié)構(gòu)分析，找出該軸系的臨界轉(zhuǎn)速，使其工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離其固有頻率。同時(shí)應(yīng)對(duì)旋轉(zhuǎn)軸系的選材及熱處理工藝方案等加以詳細(xì)分析，以期獲得理想的尺寸穩(wěn)定性。

內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)用于接受驅(qū)動(dòng)控制器提供的中頻電，并將其轉(zhuǎn)換成主軸的機(jī)械能。為保證數(shù)控機(jī)床在寬轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速大扭矩的特性，大型數(shù)控銑床、加工中心的數(shù)控車床用電主軸的電動(dòng)機(jī)通常被設(shè)計(jì)成恒動(dòng)功率控制的。高速電主軸的轉(zhuǎn)軸上不能安裝風(fēng)扇，其外殼是功能部件的安裝表面，也無法設(shè)置貫通的散熱筋。因此，必須設(shè)置必要的冷卻系統(tǒng)，將電主軸運(yùn)行過程中由電動(dòng)機(jī)和軸承座產(chǎn)生的熱量帶走，使電主軸在某一溫度達(dá)到熱平衡。

用于加工中心的電主軸由安裝在尾端的氣、液缸產(chǎn)生松刀力，經(jīng)安放在轉(zhuǎn)軸內(nèi)腔的松拉刀機(jī)構(gòu)，通過拉刀器來實(shí)現(xiàn)松拉刀。其拉刀器可視電主軸轉(zhuǎn)速及傳遞轉(zhuǎn)矩的不同選用HSK、卡爪、鋼球等不同形式。

用于加工中心的電主軸松刀時(shí)，尾端氣、液缸產(chǎn)生的強(qiáng)大松刀力頂動(dòng)松拉刀機(jī)構(gòu)的拉桿向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也使電主軸軸承承受強(qiáng)大的推力。為避免電主軸軸承損傷，應(yīng)在電主軸上設(shè)計(jì)一套理想的卸載系統(tǒng)，將松刀力轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)軸的內(nèi)力。

大型加工中心用電主軸需具備準(zhǔn)停、準(zhǔn)位、準(zhǔn)速功能，因此必須在電主軸單元中安裝能實(shí)現(xiàn)速度反饋和傳遞位置信號(hào)的磁性編碼器。其鋼質(zhì)碼盤應(yīng)安裝在轉(zhuǎn)軸本體上，接收器應(yīng)牢固地安裝在電主軸外殼上，同時(shí)應(yīng)便于調(diào)整。三、電主軸所融合的技術(shù)

電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電動(dòng)機(jī)融為一體的新技術(shù)，它與直線電動(dòng)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：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。

1．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壓軸承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽命無限。

2．高速電動(dòng)機(jī)技術(shù)

電主軸是電動(dòng)機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動(dòng)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做一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)，關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動(dòng)平衡。

3．潤滑

電主軸的潤滑一般采用定時(shí)定量油氣潤滑，也可以采用脂潤滑，但相應(yīng)地速度會(huì)低些。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，就是通過一個(gè)叫定量閥的器件，精確地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑，指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要，太少，起不到潤滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因油的阻力而發(fā)熱。 4、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 5、內(nèi)置脈沖編碼器 為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。 6、自動(dòng)換刀裝置 為了應(yīng)用加工中心，電主軸配備了自動(dòng)換刀裝置，包括碟形彈簧、拉油缸等。 7、高速刀具的裝卡方式 廣為熟悉的BT、1sO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等高速刀具。 8、高頻變頻裝置 要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬轉(zhuǎn)甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫弦。 四、主軸潤滑方式

為了保證主軸有良好的潤滑，減少摩擦發(fā)熱，同時(shí)又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式潤滑系統(tǒng)。近年，數(shù)控機(jī)床的主軸軸承大多采用高級(jí)油脂封閉式潤滑，每加一次油脂可以使用7～10年，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本且維護(hù)保養(yǎng)簡單。

常見的主軸軸承潤滑方式主要有油氣潤滑、噴注潤滑和突入滾道潤滑三種方式。

1、油氣潤滑方式

油氣氣潤滑方式是通過壓縮空氣定時(shí)定量地把油霧或小油滴送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實(shí)現(xiàn)了潤滑，又不至于使油霧太多面污染周圍空氣。本任務(wù)采用的就是油氣潤滑方式。2、噴注潤滑方式噴注潤滑方式是通過將較大流量的恒溫油噴注到主軸軸承上，已達(dá)到潤滑和冷卻的目的。這里需要特別指出的是，較大流量噴注的油，不是自然回流，而是用拍油泵強(qiáng)制排油，同時(shí)，采用專用高精度大容量和恒溫油，將油溫變動(dòng)量控制在±0.5℃以內(nèi)。3、突入滾道潤滑方式突入滾道潤滑方式是利用高速軸承的泵效應(yīng)，把內(nèi)滾道附近的潤滑油吸入滾道，已達(dá)到潤滑的目的。潤滑油的進(jìn)油口在內(nèi)滾道附近，若進(jìn)油口較高則泵效應(yīng)差，若進(jìn)油口接近外滾道則成為排放口了，潤滑油將不能進(jìn)入軸承內(nèi)部。