电主轴是高速精密加工中心中主要的部件之一,决定着高速精密加工中心的可靠性。高速精密电主轴自身的精度要求为μm级,比如主轴锥孔对轴径的径向跳动跟部为0.002mm,距主轴端面300mm处0.005mm,主轴支撑轴径圆度为0.001~0.002,主轴轴径精度等级为IT2级等。电主轴自身的精度误差和微量的变形是控制的关键,因此,电主轴加工技术应从热处理方式、加工工艺方案、检测方法、装配工艺和运转试验等方面研究。
磨削电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体,主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制,而主轴单元内的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器,前端的内锥孔和端面用于安装刀具。
以上便是磨削电主轴的组成,随着现代技术的发展,人们对零部件的精度需求也逐渐增加,磨削电主轴也在不断地的升级更替,新型的磨削电主轴可以在中、高速端恒功率驱动,有效的简化机床设计,加快机床的响应速度
高速电主轴的动平衡技术是电主轴动态性能的关键之所在,精密高速电主轴运行状态下的振动、噪音(机械噪音)、轴承的精度寿命等均与动平衡精度的高低有直接的关系。
通常,在电主轴初始设计阶段,要先对轴系转动部件进行振型分析,用计算机CAD的办法,结合大量的经验数据和轴承等相关转动部件的初始参数,把所有转动部件(包括转轴、轴承、前后轴承压紧螺母、旋转接头、拉杆、刀具等等)以质量块的方式进行分割,叠加入计算程序,根据实际工况主轴所受的的轴向力或者径向力方向和大小,把主轴受力情况同样要叠加入计算程序,这样,经过计算机计算可以得出一个转轴的振型结果,这个结果包括轴承精度寿命、静刚度、动刚度等等,可以对高速电主轴的设计给出重要的参考,这个过程要在设计任务的开始完成。通过计算,我们可以根据实际的振型情况调整我们的设计方案,通过增减轴承跨距、减轻悬伸端附加件的质量、减小电机转子尺寸等方式来调整振型,以获取我们需要的结构和结果。
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