雕铣机电主轴技术的应用及发展趋势

  近年来,随着雕铣机高速加工技术的迅猛发展和广泛应用,各工业部门,特别是宇航和航天、汽车和模具加工等行业,对高速度、高精度雕铣机的需求迅猛增长。传统的滚动轴承主轴结构难以满足雕铣机的高转速、高精度的要求。美国、德国、日本、瑞士、意大利等工业发达国家,都在高速数控机床上广泛采用电主轴结构。

  机床主轴是机床的重要部件,传统机床主轴是通过中间的传动装置(如皮带、齿轮等)带动主轴旋转进行工作。电主轴又称内置式电机主轴单元(Build2inMotor2spindle),就是将高速电机置于机床主轴部件内部,通过交流变频控制系统,使主轴获得所需的工作速度和扭矩,实现电机、主轴的一体化功能。电主轴及驱动系统是一种技术含量很高的机电一体化产品,涉及机械、电机、驱动与控制、支承、润滑、材料热处理及振动等诸多领域,是一套相对独立、完整的功能部件。它具有以下特点:

  (1)结构紧凑,机械效率高,噪声低,热振动小,精度高。

  (2)运行平稳,没有冲击,使主轴轴承寿命得到延长。

  (3)易于实现高速化,动态精度和静态精度稳定性更好。

  (4)可在额定转速范围内实现无级变速,以适应各种工况和负载变化的要求。

  (5)利用电机矢量控制技术,不仅可以满足强力切削时大扭矩的要求,还可以实现准确的C轴定位及传动功能,适应对C轴功能有较高要求的车削、镗削等加工及其它数控机床的需要。电主轴技术是因高速切削技术(HSC)的需要应运而生的。高速切削技术与传统切削加工相比具有:加工时间短,约只有原来的1/4;加工表面质量高,不用再进行象打磨等表面处理工序;零件重复性好;零件变形小,基本不产生热量,可以加工很薄的零件;高速机床的投资可以很快收回,可以缩短交货期,减小车间占地面积及工人数量。

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