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電主軸是在數(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,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。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸,主軸單元的殼體就是電動(dòng)機(jī)機(jī)座,并且配合其他零部件,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸的一體化。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與主軸之間通過(guò)過(guò)盈套筒產(chǎn)生的過(guò)盈配合來(lái)傳遞扭矩,盡量避免采用鍵、螺紋和其他零件連接。隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)(變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等)的迅速發(fā)展和日趨完善,高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化,基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng),從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式,使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái),因此可做成“主軸單元”,俗稱“電主軸”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī),故也稱為“高頻主軸”。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),有時(shí)又稱它為“直接傳動(dòng)主軸”(Direct Drive Spindle)。
由于電主軸將電機(jī)集成于主軸單元中,且轉(zhuǎn)速很高,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量,引起電主軸溫升,使電主軸的熱態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性變差,從而影響電主軸的正常工作。因此,必須采取一定措施控制電主軸的溫度,使其恒定在一定值內(nèi)。加工中間自動(dòng)刀具互換的根本出發(fā)點(diǎn)是在多種刀具加入的加工進(jìn)程中,議決自動(dòng)換刀,淘汰資助加工時(shí)間。機(jī)床目般采取強(qiáng)制循環(huán)油冷卻的方式對(duì)電主軸的定子及主軸軸承進(jìn)行冷卻,即將經(jīng)過(guò)油冷卻裝置的冷卻油強(qiáng)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。機(jī)床另外,為了減少主軸軸承的發(fā)熱,還必須對(duì)主軸軸承進(jìn)行合理的潤(rùn)滑。
采用滑動(dòng)軸承作支承時(shí),主軸以其軸頸在軸承孔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。對(duì)于車床類機(jī)床,在加工過(guò)程中,主軸的受力方向是一定的,主軸軸頸被切削力壓向軸承孔表面的固定地方。采用機(jī)械齒輪減速,增大了輸出扭矩,并利用齒輪換擋擴(kuò)大了調(diào)速范圍。這時(shí)主軸軸頸的不同部位和軸承孔內(nèi)的某一固定部位相接觸,所以軸頸的圓度誤差會(huì)使主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生純徑向跳動(dòng),而軸承孔的形狀誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響很小。對(duì)于鏜床類機(jī)床,作用在主軸上的切削力是隨鏜刀的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)的,軸頸上的某一固定部位與軸承孔表面的不同部位相接觸,因此軸承孔的圓度誤差會(huì)引起鏜床主軸的純徑向跳動(dòng),而鏜床主軸軸頸形狀誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響不大。
.鑲兩半套此法特別適用于帶螺紋的軸,不宜直接鑲套的軸頸部位。兩半套是用中碳鋼車成一個(gè)薄壁套圈,它的外徑跟軸承內(nèi)圈孔配合,安裝時(shí)沿軸線用手鋸鋸開(kāi),或者用銑床切開(kāi)。為了獲得合適的供油量,不能只降低供油頻率,而是合理匹配活塞直徑、沖程、供油頻率(2~8min),取得方案,獲得理想的供油量。事先把已磨損部位軸頸車削成一段凹槽。陰摘的外徑與套圈的內(nèi)徑尺寸相同,然后把兩半套扣,然后后安裝軸承。為了不使軟01為截面面積成小太多,兩半套的厚度不宜過(guò)厚,一般為軟頸尺寸的2^-2.5%。如直徑105毫米的軸,兩半套灼尺寸為2毫米。