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主軸指從發(fā)動機或電動機接受動力并將它傳給其它機件的軸。 主軸亦稱“光軸”,是“主光軸”的簡稱:在光具組中具有對稱性的直徑。高速數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化,基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。如球鏡的主軸是通過鏡面中心與鏡面垂直的直線。透鏡或光軸光具組的主軸是各透鏡面中心的連線。電主軸是近幾年在數(shù)控機床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術(shù),它與直線電機技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起,將會把高速加工推向一個新時代。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、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。
采用電主軸的高速加工技術(shù)是目前機床行業(yè)非常熱門的一個話題。在高速切削機床中,由于主軸單元系統(tǒng)各零件剛度和精度都較高,而負(fù)荷卻不是很大,主軸因切削力引起的加工誤差較小。機床目前一般采取強制循環(huán)油冷卻的方式對電主軸的定子及主軸軸承進(jìn)行冷卻,即將經(jīng)過油冷卻裝置的冷卻油強制性地在主軸定子外和主軸軸承外循環(huán),帶走主軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。但內(nèi)裝式電動機的功率損耗發(fā)熱和軸承的摩擦發(fā)熱不可忽視,在高速加工中,電主軸的熱變形已成為影響機床加工精度的主要因素,機床熱變形造成的加工誤差達(dá)到工件總加工誤差的60% ~ 80%。對高速電主軸的熱態(tài)特性進(jìn)行分析,以減小溫升和熱變形。對于高速機床來說,電主軸作為其核心部件,除需提高合理的剛度、精度外,另外需考慮電動機和主軸軸承的發(fā)熱及動平衡精度,原有機床主軸的設(shè)計理論已經(jīng)不適合高速主軸系統(tǒng)的設(shè)計,由此引起了高速主軸系統(tǒng)設(shè)計理念和理論的變化。主軸軸承高速下的劇烈摩擦發(fā)熱和高頻電動機發(fā)熱會使主軸產(chǎn)生熱變形,甚至引起主軸系統(tǒng)失效,大大阻礙了新技術(shù)的發(fā)展。因此,高速電主軸技術(shù)在高速機床研究和發(fā)展中具有重要的意義,電主軸系統(tǒng)發(fā)熱分析及控制措施在高速主軸系統(tǒng)中至關(guān)重要,是高速、機床必須要考慮和解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。
滾動體的形狀誤差和尺寸的不一致會造成主軸的純徑向跳動。當(dāng)直徑較大的滾動體位于左邊時,會使內(nèi)圈右移,即主軸位置右移:相反,當(dāng)直徑較大的滾動體位于右邊時,會使內(nèi)圈位置左移,即主軸位置左移。將軸承用潔凈的清洗煤油進(jìn)行徹底清洗,對于脂潤滑,先將含有3%~5%潤滑脂注入軸承作脫脂清洗后,再用油槍將定量的潤滑脂填入軸承內(nèi)(占軸承空間容積的10%~15%)。由于滾動體保持架的轉(zhuǎn)速低于內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速,因此,它所引起的純徑向跳動頻率較低。滾動軸承的間隙對主軸的純徑向跳動也是有影響的。設(shè)軸承的承載區(qū)在右邊,這時內(nèi)圈右移,當(dāng)一個滾動體位于水平位置時,內(nèi)圈的右移量比滾動體不在水平位置時的要小,使主軸產(chǎn)生純徑向跳動,這種純徑向跳動的頻率比內(nèi)圈的轉(zhuǎn)速要高得多。
未來,具備較強的技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量可靠、品牌度高的電主軸廠家將會在機床行業(yè)將獲得廣闊的發(fā)展空間。因此,國內(nèi)電主軸生產(chǎn)廠家可以充分利用數(shù)控雕銑機市場迅速發(fā)展的契機,踴躍參與到電主軸的開發(fā)和生產(chǎn)中,這樣既可以為加工中心配套電主軸打下堅實的基礎(chǔ),也能為加工中心電主軸的國產(chǎn)配套準(zhǔn)備好充分的條件。自動換刀裝置:為了應(yīng)用于加工中心主軸配備了自動換刀裝置,包括碟形簧、拉刀油缸等。數(shù)控機床行業(yè)的高速發(fā)展給專業(yè)電主軸制造企業(yè)帶來了巨大的發(fā)展契機。一般每臺雕銑機需配套電主軸1~2套,部分甚至配套4套,根據(jù)雕銑機的年需求推算,數(shù)控雕銑機電主軸的市場規(guī)模相當(dāng)可觀。按2010年數(shù)控雕銑機產(chǎn)銷4.5萬臺計算,數(shù)控雕銑機電主軸的產(chǎn)銷就超過9萬套。預(yù)計2015年數(shù)控雕銑機的產(chǎn)銷量將達(dá)到12萬臺,需要配套數(shù)控雕銑機電主軸將超過24萬套。