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電主軸資料8 ]) R/ S) |& q( c6 M
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電主軸與高速加工技術(shù)" c- _* O7 `' }" x
一、高速加工技術(shù) P& r: P. r3 U& K0 Y) A1 \9 P
高速加工技術(shù)(HSC)能使我們以盡量短的時(shí)間加工出質(zhì)量合格的零件,提高一個(gè)企業(yè)的市場(chǎng)反應(yīng)能力。下面幾個(gè)行業(yè)極大推動(dòng)了高速加工技術(shù)的發(fā)展。首先是電子行業(yè),例如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通訊、CD播放機(jī)、隨身聽等,這些大批量產(chǎn)品在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)激烈,生產(chǎn)商必須不斷推出新產(chǎn)品,而且所要求的更新?lián)Q代時(shí)間也越來越短。因此快速模具制造就變得載來越重要,模具制造商就用HSC技術(shù)來更快地加工紫銅或石墨電極,大大提高了交貨的周期。同時(shí)高速切削在另兩個(gè)領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用,那就是航空與高速機(jī)車行業(yè)。飛機(jī)的骨架與機(jī)翼、高速機(jī)車的車廂骨架都需要切除大量的金屬,從毛坯開始的切除量甚至達(dá)到90%,漫長(zhǎng)的加工時(shí)間使經(jīng)營(yíng)者難以忍受,所以這兩個(gè)行業(yè)欣然接受了高速切削這項(xiàng)新技術(shù),使得加工時(shí)間縮短到了原來的幾分之一。
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高速加工的幾個(gè)優(yōu)勢(shì):
2 V) u1 O* j0 x6 M加工時(shí)間大幅度縮短,只有原來的約1/4,這意味著一臺(tái)HSC高速機(jī)床可以代替4臺(tái)普通CNC機(jī)床;: b( Q; `( B) H6 z% L& W
加工表面質(zhì)量很高,不用再進(jìn)行比如打磨等表面處理工序;+ Y5 @8 z8 v4 ~/ W& }
零件重復(fù)性好,這很利于模具行業(yè)電極的制造;
4 I% \- _: \9 G. v零件變形小,基本不產(chǎn)生熱量,可以加工很薄的零件;
$ I! N" R3 X* T' Y3 u G5 ^, w @高速機(jī)床的投資可以很快收回,可以縮短交貨期,減小車間占地面積,減少工人數(shù)量。 I( e6 j$ x. M. Z% Z* m
高速加工采用小直徑刀具、小切深、小切寬、快速多次走刀來提高效率,而傳統(tǒng)的加工一般采用大直徑刀具、大切深、大切寬;高速加工的切削力大幅度減小,需要的主軸扭矩相應(yīng)減小。! F ~8 K% |$ R0 L- ?9 f# z
高速加工不僅僅用于加工一些比較軟的材料如鋁、銅、塑料等,現(xiàn)在已經(jīng)可以用于加工硬度在60HRC以上的淬硬鋼,這要?dú)w功于刀具商開發(fā)出了像TiA1N這樣的新的刀具涂層,以及像CBN這樣的新的刀具材料,目前加工淬硬鋼的線速度也達(dá)到了500m/min,使鋼材料的加工也開始采用高速切削。模具制造商因此也越來越多地采用高速加工技術(shù)來加工三維的鋼零件。& \! ^* }; g% ^1 \. l/ L" I+ r6 a
二、電主軸知識(shí)簡(jiǎn)介* b9 K& q4 Z8 M
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。
* J# x$ } o0 R2 G2 U F電主軸所融合的技術(shù):
/ ]+ A4 e) Z I. H4 P. _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,理論上壽命無限長(zhǎng)。
' U; a1 e# S1 H2 ]6 v% B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。
7 ~' `* d# h& e: B* l) n9 E, d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。9 f* Z$ H! Y, f( G
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)叫做定量閥的器件,精確地控制每次潤(rùn)滑油的注油量。2 w& r m2 i: ]; V; q( j' u
而油氣潤(rùn)滑,指的是潤(rùn)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(rùn)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。
3 H, ?; Y1 O" {' g" H) \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。
. d* d4 M7 k7 N0 V: K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。
& L( w5 J: {/ _( M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。
5 T: y% B' A' {0 h. ^4 @7 c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。
# z% @: ^7 {* r7 A% j高頻變頻裝置:要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,必須用高頻變頻裝置來驅(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。 |
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