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由于高速電主軸要實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn),以下幾個(gè)零部件質(zhì)量直接影響著高速電主軸的性能。(1)轉(zhuǎn)軸是高速電主軸的主要回轉(zhuǎn)體。他的制造精度直接影響電主軸的精度。因此,高速電主軸技術(shù)在高速機(jī)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、高精度機(jī)床必須要考慮和解決的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。成品轉(zhuǎn)軸的形位公差尺寸精度要求很高,轉(zhuǎn)軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由偏心質(zhì)量引起震動(dòng),嚴(yán)重影響其動(dòng)態(tài)性能,必須對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行嚴(yán)格動(dòng)平衡測(cè)試。部分安裝在轉(zhuǎn)軸上的零件也應(yīng)隨轉(zhuǎn)軸一起進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試。(2)潤(rùn)滑系統(tǒng)采用良好的潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)高速電主軸性能有著重要的影響。典型的潤(rùn)滑方法是采用油霧潤(rùn)滑或氣油混合物潤(rùn)滑。前者主是把潤(rùn)滑油霧化在對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油不可再回收,對(duì)空污染較嚴(yán)重。后者是直接把潤(rùn)滑油利用高壓空氣吹進(jìn)軸承,潤(rùn)滑作用的同時(shí)還起到散熱的作用(3)在理論計(jì)算和接觸疲勞試驗(yàn)和壓碎試驗(yàn)表明,混合式陶瓷軸承首先失效的是鋼圈而不是陶瓷球。由于前面三種軸承理論壽命均為無窮大,特別是磁懸浮軸承還具有自動(dòng)調(diào)節(jié)偏心等優(yōu)點(diǎn),在未來超高速機(jī)床市場(chǎng)上,隨著技術(shù)的發(fā)展,磁懸浮軸承應(yīng)是發(fā)展方向。而在一般的高速加工機(jī)床中,混合式陶瓷軸承或純陶瓷軸承也將具有廣泛的使用場(chǎng)合。
主軸動(dòng)平衡常用方法有兩種: 去重法和增重法。普通主軸和主軸單元通常采用去重法。正常情況下,對(duì)于采用飛濺潤(rùn)滑的主軸箱來說,由于軸位布局合理,浸油齒輪數(shù)目較少,油面高度適宜,則攪油功率損耗占全部空載功率損耗的比例很小,可以忽略。該平衡法是在其他零件安裝到主軸上后進(jìn)行整體動(dòng)平衡時(shí),根據(jù)要求在去重盤處切去不平衡量。高速主軸單元和電主軸單元通常采用增重法。增重法是近年來為適應(yīng)高速主軸發(fā)展需要而開發(fā)出的一種新型平衡方法。主軸單元設(shè)計(jì)時(shí)必須增加平衡盤,平衡盤的圓周方向設(shè)計(jì)有均勻分布的螺紋孔,其他相關(guān)零件安裝到主軸上后進(jìn)行主軸組件整體動(dòng)平衡時(shí),不是在平衡盤上去重,而是在螺紋孔內(nèi)擰入平衡錐端緊定螺釘,以平衡錐端緊定螺釘?shù)臄Q入深度和周向位置來平衡主軸組件的偏心量。
刀具的接口一定要明確,這也是有原則的,一般情況下BT50的接口轉(zhuǎn)速只能在8000RPM一下的電主軸中使用,BT40的接口可以在18000RPM下的電主軸中使用,如果要更高的轉(zhuǎn)速,刀具接口需要選擇相應(yīng)的HSK等高速刀具接口,數(shù)控銑削電主軸上配用的ER彈簧夾頭或者SD彈簧夾頭也是有一定的許用高轉(zhuǎn)速的。各傳動(dòng)件的攪油功率損耗主要決定于傳動(dòng)件的種類、尺寸大小、浸油深度、油的粘度、油溫的變化和傳動(dòng)件的速度。第三點(diǎn):磨用電主軸一般都是橫扭矩設(shè)計(jì)的電機(jī),電機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率以及電壓的關(guān)系是等比關(guān)系,電壓和功率隨電主軸轉(zhuǎn)速的增加線性增加。電流維持基本恒定不變,由于轉(zhuǎn)矩和電流的關(guān)系是線性關(guān)系,所以稱這種制式的電主軸為恒轉(zhuǎn)矩制電機(jī)。