高速主轴在加工中心上的应用.pdf

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1、icalExl苎奎苎_-_I一．目速主轴在加工中心上的应用同沈阳机床股份有限公司(辽宁110141)穆德敏鲁卓康宝军范瑜编者按：沈阳机床股份有限，厶＼司中捷立式加工中心事业部通过引进消化吸收，与德国等国外公司联合设计开发，产品技术先进、性能可靠，并达到了当代国际先进水平，是国内最大的立式加工中心制造商。应本刊记者邀约，中捷立式加工中心事业部技术部副部长穆德敏撰写了高速主轴在当前中捷立式加工中心上的应用。随着我国经济的飞速发展和人均生活水平的不断是电动机座和主轴箱体，影响整个传动系统性能的因素提高，对消费性电子产品、汽

2、车等制造业的产品性能提较多。它的优点是由于皮带这一弹性连接，能够有效分出越来越高的要求，而与之相关的机械零部件品质的提离电动机和主轴的各自振动，对零部件精度要求相对较升，使得部分机床向高速加工中心发展。高速主轴是高低。但是，高速传动时，对皮带和带轮的设计、制造和速加工中心的核心部件，犹如机床的心脏，主轴的性能安装的要求要远高于低速传动的要求，经常出现振动和与精度是影响加工品质与效率的重要因素。本文将重点风切噪声，而且故障点难以判断。比如，两带轮的倾斜介绍转速可达24O00r／min的高速主轴在高速加工中心上度，由于电

3、动机安装的位置一般都靠近机床的内部，人的应用。工修配困难；再比如，皮带和带轮处于箱体内腔，其实际安装状态直接检测困难等。因此，皮带传动在高速传1．主传动方案目前，加工中心的主传动系统主要有两种传动方动的应用需要技术体系和制造体系作出更大努力，多见式，带传动和电动机直联传动，两种方式各有优缺点，于低速切削的机床上，尤其是转速在10O00r／min以下的通过从传动链、安装调试和使用性能等方面进行了分析机床上。和对比，电动机直联的方式被采用。电动机直联传动(见图2)的传动链由电动机一联带传动(见图1)的传动链由电动机一胀紧

4、套一带轴器一主轴构成，支撑机架是电动机座和主轴箱体，影轮一皮带一带轮一主轴构成，支撑电动机和主轴的机架响传动系统的因素较少。其缺点是相关零部件的加工精度要求和组装精度要求较高，还需要很好地解决热变形和动平衡的问题，否则极易造成主轴损伤。通过分析和试验，我们发现以上缺点可以在安装中克服。首先，影响运转性能的安装精度只有两项，即电动机与主轴的同轴度、电动机与主轴的倾斜度，此两项精度在安装时就转化为了电动机座内孔对主轴的同轴度和电动机座端面对主轴的垂直度，而这两项是可以在安装时通过刮研或研磨来保证组装精度的，如图3所示。其

5、次，联轴器选用了可分离的无齿隙联轴器，安装时可以预留一定量的热变形空间，即联轴器上下两部分有缝隙要求，防止电图1带传动动机轴、主轴因热伸长而干涉，如图4所示。再次，在胀紧套2主轴箱体3．电动机座4．电动机5带轮6主轴对旋转部件的精确动平衡和安装的基础上，组装后再次参磊工冷加工兰!至塑兰旦型-■www．metalworking1950．corn■

6、■堡■●■■●■■●■■■■■■■●●一＼I乳“nE一校正动平衡，可以确保振动达标。度大，热导率与热膨胀系数大，承载力大；但在主轴高速度的情况下不适合，为了满足主轴高速旋转工

7、作的需要，最后选用陶瓷球轴承。陶瓷球轴承具有耐磨性好、自润滑性好、热嘭胀系数小的特点，与金属球轴承相比，能在温度较高的情况下保持更好的运转精度和更长的工作寿命。主轴的前后轴承支撑方式，采用两列角接触球轴承背对背支撑，轴承预紧采用定位预紧，预紧程度采用中度预紧，这种组合方式使轴承可同时承受较大的径向和轴向载荷，获得较高的主轴动静刚度。另外，较之低速主轴，提高I，主轴各零部件的动平衡精度等级，由原来的G6．3提高到G1等级，以期有效地降低主图2电动机直联传动轴总体的不平衡量。主轴相关通过技术指标，如附表所1立柱2z轴伺服

8、电动机3撞，]块4毒自承5打臂6．主电动机7．电动机座8．弹性联轴器9主轴箱体lO高速主轴不。主轴相关技术指标表(单位：mm)此外，高速切削时，需要的转矩较小，而电动机静刚度(400kg)径向圆跳动主轴尾部主轴锥鼻端直联的传动方式，恰恰适用于转矩较小、速度较高的情向轴向25处300处震摆孔震摆震摆况。综合以上因素，在此型高速加工中心机床上，决O．O0l0．002O．00100020．0o30．o01O．0HD2定采用电动机直联的高速主轴系统。众所周知，在高速加工时，切削液四溅，且金属屑一般极为细小，为避免异物进入主轴

9、前端轴承，主轴前端密封，采用机械式回宫格和高压气封共同密封的结构。高压气封，在主轴工作过程中，轴承室内始终有高气体流过，形成内部高压，有效地阻止了外界切削液等杂物进入，可靠地保证了主轴前端的轴承正常地工作，提高了机床的稳定性。3．效果验证图3安装电动机座(1)主轴运转测试主要测试主轴运转时的轴承温升和振动情况，要求从低速到高速逐一测量，以1O0