磨削技術
超高速磨床高速電主軸結構及工作原理 |
| 發布時間：2020/6/29 |
| 超高速磨床的總體結構和基礎大件要有很高的動、靜剮度，通常采用有限元法進行分析和優化，機床的安全防護也很重要，但最關鍵的還是主軸系統和進給系統。 (1)電主軸結構與類型 電主軸系統構成如圖20所示，主要由電主軸、變頻驅動模塊、CNC控制系統、油氣潤滑系統、恒溫強制冷卻系統和高壓供氣系統等組成。 當前的高速電主軸i，幾乎都是內置異步交流感應電動機。異步型電主軸的優點是結構較簡單，制造工藝相對成熟和安裝方便，特別是可以更大限度地減弱磁場，易于實現高速化。 國外正研討在電主軸中內置交流永磁同步電動機的問題。與異步感應電動機相比，永磁同步電動機有如下優點：用永磁材料制造的轉子在工作過程中不發熱，解決了目前內置的異步感應電動機轉子發熱且難于充分冷卻的問題；功較大的功率和轉矩；低速性能好，易于弱點，那就是功率容量有限，弱磁困難床公司有內置永磁同步電動機的電主軸此種產品出售。有不少人認為，對在弱壓縮空氣過濾裝置電主軸  圖20電主軸系統構成率密度大，工作效率高，即可用較小的尺寸得到實現精密控制等。然而，永磁同步電動機也有其.不利于實現高速化。故迄今為止，只有個別機在展會上亮相，而專業化的電主軸制造廠尚沒有磁場運行的高轉速電主軸，似乎用異步感應電動(2)電主軸工作原理 電主軸工作時，直接帶動刀具高速旋轉實現對工件的高速切削。切削的旋轉動力由中部的電動機定轉子提供。切削速度通過永磁電機的調速控制模塊改變變頻驅動系統的供電頻率和供電電壓來實現。電主軸的高剛性主要由主軸本身的剛度、軸承剮度、主軸與軸承及軸承座之間的結合面剛度來保證。 電主軸的高精度主要由總體結構的設計精度、主軸精度、軸承精度、軸承定位環及軸承隔圈精度和軸系零件的裝配精度來保證。 為了有效控制軸承、主軸和電動機的溫升，該電主軸配備有外循環的強制恒溫冷卻系統，可保證軸承和電動機工作在允許的溫度條件之下。 目前主要采用PWM變頻調速技術來實現電主軸的高速化，執行此項任務的既有普通變頻調速器，又有矢量控制驅動器。前者為恒轉矩驅動，輸出功率與轉速成正比；后者在低速端(額定轉速以下)為恒轉矩驅動，在中、高速端為恒功率驅動。高速數控磨床電主軸，基本上都采用后者(即矢量控制驅動器)。矢量控制驅動器又有開環型和閉環型之分，閉環型在主軸上裝有高性能編碼器作為檢測元件，以實現位置和速度反饋，從而有更好的動態性能，還可以實現主軸的定向準停和C軸功戧。 主軸電動機和機床主軸合為一體的電主軸，“高頻主軸”。圖7-21所示為電主軸的結構簡圖，接驅動主軸，實現電動機、主軸一體化的功能。 通常采用的是交流高頻電動機，故也稱為其主要特征是將電動機內置于主軸內部。  圖21 電主軸的結構簡圖 1-電源接口；2-電動機反饋；3-后軸承；4-無外殼主軸電動機；5-主軸；6-主軸箱體；7-前軸承 |
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