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什么是機械主軸

機床主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉的軸。通常由主軸、軸承和傳動件(齒輪或帶輪)等組成主軸部件。主軸是機器中常見的一種零件,主要由內外圓柱面螺紋花鍵和橫向孔組成,主軸的作用是機床的執行件,它主要起支撐傳動件和傳動轉矩的作用,在工作時由它帶動工件直接參加表面成形運動,同時主軸還保證工件對機床其他部件有正確的相對位置。

機械主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉的軸。通常由主軸、軸承和傳動件(齒輪或帶輪)等組成主軸部件。在機器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪,傳遞運動及扭矩,如機床主軸;有的用來裝夾工件,如心軸。除了刨床、拉床等主運動為直線運動的機床外,大多數機床都有主軸部件。

機械主軸的特點就是三高一低(即:高速度、高精度、效率高、低噪音)。

1、高速度:機械主軸CNC雕銑機選用精密及高速的配對軸承,彈性/剛性預緊結構,可以達到較高的轉速,可以讓刀具達到佳的切削效果。

2、高速度:7:24錐孔針對安裝甚而的徑向跳動可以確保小于0.005mm。因為高精度的加上高精度的零件制造就可以確保了。

3、效率高:可以利用連續微高來改變速度,使得在加工過程中可以隨時控制切削速度,這樣就可以達到高加工效率。



4、低噪音:平衡測試表明:凡是達到了G1/G0.4(ISO1940-1等級的,主軸在高速運轉時,具有噪音小的特點。


機械主軸的精度:


主軸部件的運動精度和結構剛度是決定加工質量和切削效率的重要因素。衡量主軸部件性能的指標主要是旋轉精度、剛度和速度適應性。


①旋轉精度:主軸旋轉時在影響加工精度的方向上出現的徑向和軸向跳動(見形位公差),主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質量。


②動、靜剛度:主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。


③速度適應性:允許的高轉速和轉速范圍,主要決定于軸承的結構和潤滑,以及散熱條件。


機械主軸的保養:


降低軸承的工作溫度,經常采用的辦法是潤滑油。潤滑方式有,油氣潤滑方式、油液循環潤滑兩種。在使用這兩種方式時要注意以下幾點:


1、在采用油液循環潤滑時,要保證主軸恒溫油箱的油量足夠充分。


2、油氣潤滑方式剛好和油液循環潤滑相反,它只要填充軸承空間容量的百分之十時即可。


循環式潤滑的優點是,在滿足潤滑的情況下,能夠減少摩擦發熱,而且能夠把主軸組件的一部分熱量給以吸收。


對于主軸的潤滑同樣有兩種放式:油霧潤滑方式和噴注潤滑方式。


機械主軸的變速方式:


1、無級變速


數控機床一般采用直流或交流主軸伺服電動機實現主軸無級變速。


交流主軸電動機及交流變頻驅動裝置(籠型感應交流電動機配置矢量變換變頻調速系統),由于沒有電刷,不產生火花,所以使用壽命長,且性能已達到直流驅動系統的水平,甚至在噪聲方面還有所降低。因此,目前應用較為廣泛。


主軸傳遞的功率或轉矩與轉速之間的關系。當機床處在連續運轉狀態下,主軸的轉速在437~3500r/min范圍內,主軸傳遞電動機的全部功率11kW,為主軸的恒功率區域Ⅱ(實線)。在這個區域內,主軸的輸出扭矩(245N.m)隨著主軸轉速的增高而變小。主軸轉速在35~437r/min范圍內,主軸的輸出轉矩不變,稱為主軸的恒轉矩區域Ⅰ(實線)。在這個區域內,主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉速的降低而減小。圖中虛線所示為電動機超載(允許超載30min)時,恒功率區域和恒轉矩區域。電動機的超載功率為15kW,超輸出轉矩為334N.m。


2、分段無級變速


數控機床在實際生產中,并不需要在整個變速范圍內均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動,在低速段為恒轉矩傳動。為了確保數控機床主軸低速時有較大的轉矩和主軸的變速范圍盡可能大,有的數控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎上配以齒輪變速,使之成為分段無級變速。


機械主軸的發展形勢:


10世紀30年代以前,大多數機床的主軸采用單油楔的滑動軸承。隨著滾動軸承制造技術的提高,后來出現了多種主軸用的高精度、高剛度滾動軸承。這種軸承供應方便,價格較低,摩擦系數小,潤滑方便,并能適應轉速和載荷變動幅度較大的工作條件,因而得到廣泛的應用。但是滑動軸承具有工作平穩和抗振性好的優點,特別是各種多油楔的動埡軸承,在一些精加工機床如磨床上用得很多。50年代以后出現的液體靜埡軸承,精度高,剛度高,摩擦系數小,又有良好的抗振性和平穩性,但需要一套復雜的供油設備,所以只用在高精度機床和重型機床上。氣體軸承高速性能好,但由于承載能力小,而且供氣設備也復雜,主要用于高速內圓磨床和少數超精密加工機床上。70年代初出現的電磁軸承,兼有高速性能好和承載能力較大的優點,并能在切削過程中通過調整磁場使主軸作微量位移,以提高加工的尺寸精度,但成本較高,可用于超精密加工機床。

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