Introdução à estrutura do eixo do motor do centro de usinagem CNC

O fuso elétrico é uma nova tecnologia que surgiu no campo da usinagem CNC nos últimos anos, integrando o fuso da máquina-ferramenta e o motor do eixo Juntamente com a tecnologia do motor linear e a tecnologia de ferramentas de alta velocidade, empurrará a usinagem de alta velocidade para uma nova era. O eixo elétrico de usinagem CNC é um conjunto de componentes, que inclui o próprio eixo elétrico e seus acessórios: eixo elétrico, conversor de frequência de alta frequência, lubrificador de névoa de óleo, dispositivo de resfriamento, codificador embutido e trocador de ferramentas.

O eixo de alta velocidade é a tecnologia chave mais importante na tecnologia de corte de alta velocidade e também o componente mais importante das máquinas-ferramentas de corte de alta velocidade. Alto equilíbrio dinâmico, boa rigidez, alta precisão rotacional, boa estabilidade térmica, torque suficiente e transmissão de energia, alta tolerância de força centrífuga, dispositivo preciso de medição de temperatura e dispositivo de refrigeração eficiente são necessários. O corte de alta velocidade geralmente requer uma capacidade de velocidade do eixo não inferior a 40000 r/min e uma potência do eixo superior a 15 kW. Normalmente, os componentes elétricos do eixo com motores integrados do eixo são usados para alcançar a transmissão direta sem ligações intermediárias. Atualmente, rolamentos cerâmicos de nitreto de silício prensado a quente (Si3N4), rolamentos de pressão dinâmicos e estáticos líquidos e rolamentos de ar são comumente usados. A lubrificação geralmente usa técnicas como lubrificação de ar a óleo e lubrificação a jato. O resfriamento do fuso é geralmente conseguido através do resfriamento interno de água ou resfriamento a ar do fuso.

1. Diagrama do princípio de funcionamento do eixo cerâmico de alta velocidade

O diagrama acima mostra o princípio de funcionamento de um eixo de alta velocidade de rolamento cerâmico, usando rolamentos de esferas de contato angular de precisão de grau C ou B. Adotando uma estrutura de "esfera densa pequena", o material da bola é Si3N4; Adotando o eixo elétrico (motor e eixo integrados); O valor característico da velocidade do rolamento (=? Diâmetro do eixo (mm), velocidade (r / min)) é aumentado em 1,2 ° C em comparação com rolamentos de aço comuns Duas vezes, pode chegar a 0,5-1106. Elevada precisão de rotação, com um erro de rotação inferior a 0,2 μm para rolamentos hidrostáticos líquidos e inferior a 0,05 μm para rolamentos hidrostáticos a ar; Baixa perda de energia; A velocidade característica dos rolamentos hidrostáticos líquidos pode chegar a 1106, e a velocidade característica dos rolamentos hidrostáticos do ar pode chegar a 3106. A capacidade de carga dos rolamentos de pressão estática do ar é relativamente pequena.

Comparado com esferas de aço, as vantagens dos rolamentos cerâmicos são:

(1) A densidade das esferas cerâmicas é reduzida em 60%, o que pode reduzir grandemente a força centrífuga;

(2) O módulo elástico da cerâmica é 50% maior do que o do aço, que dá aos rolamentos maior rigidez;

(3) Cerâmica tem um baixo coeficiente de atrito, que pode reduzir o aquecimento do rolamento, o desgaste, e a perda de energia;

(4) A cerâmica tem boa resistência ao desgaste e longa vida útil do rolamento.

2. Maglev rolamento de alta velocidade eixo

O diagrama acima mostra o princípio de funcionamento do eixo de alta velocidade com rolamentos de levitação magnética.O eixo é suportado por dois rolamentos de levitação magnética radial e dois axiais, e a diferença entre o estator e o rotor dos rolamentos de levitação magnética é de cerca de 0,1 mm.? Alta rigidez, cerca de 10 vezes a rigidez de um eixo de rolamento de esferas. O valor característico da velocidade de rotação pode chegar a 4106.? A precisão de rotação depende principalmente da precisão e sensibilidade do sensor, bem como do desempenho do circuito de controle, e pode atualmente atingir 0,2 μm.? A estrutura mecânica e o sistema de circuito são relativamente complexos; Devido à alta geração de calor, há uma alta demanda para o desempenho do sistema de resfriamento.