電主軸是最近幾年在數(shù)控機床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術(shù),它與直線電機技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起,將會把高速加工推向一個新時代。電主軸是一套組件,它包括電主軸本身及其附件:電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。
電主軸所融合的技術(shù):高速軸承技術(shù):電主軸通常采用復合陶瓷軸承,耐磨耐熱,壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍;有時也采用電磁懸浮軸承,或靜壓軸承,內(nèi)外圈不接觸,理論上壽命無限長。
高速電機技術(shù):電主軸是電機與主軸融合在一起的產(chǎn)物,電機的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分,理論上可以把電主軸看作一臺高速電機,其關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡。潤滑:電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑;也可以采用脂潤滑,但相應(yīng)的速度要打折扣。
所謂定時,就是每隔一定的時間間隔注一次油,所謂定量,就是通過一個叫做定量閥的器件,精確地控制每次潤滑油的注油量。
而油氣潤滑,指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下,被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要,太少,起不到潤滑作用;太多,在軸承高速旋轉(zhuǎn)時會因油的阻力而發(fā)熱。
冷卻裝置:為了盡快給高速運行的電主軸散熱,通常對電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內(nèi)置脈沖編碼器:為了實現(xiàn)自動換刀以及剛性攻絲,電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器,以實現(xiàn)準確的相位控制以及與進給的配合。
自動換刀裝置:為了適用于加工中心,電主軸配備了能進行自動換刀的裝置,包括碟形簧、拉刀油缸。
高速刀具的裝卡方式:廣為熟悉的BT、ISO刀具,已被實踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀柄。
高頻變頻裝置:要實現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,必須用高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電機,變頻器的輸出頻率甚至需要達到幾千Hz。
瑞士IBAG公司在電主軸行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先,公司成立于1941年,生產(chǎn)慢慢主軸已經(jīng)有30年的歷史了?,F(xiàn)在就以這個公司的產(chǎn)品為例,讓大家了解一下電主軸的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢。
電主軸最早是用在磨床上,后來才發(fā)展到加工中心。瑞士強大的精密機械工業(yè)(例如的表工業(yè))不斷提出要求,早在20年前高速切削就在瑞士變是越來直流行,使電主軸的功率和品質(zhì)都不斷得到提高。IBAG公司提供幾乎任何轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、尺寸的電主軸,產(chǎn)品范圍很寬,其電主軸最大轉(zhuǎn)速可達140000r/min,直徑范圍33~300mm,功率范圍125W~80kW,扭矩范圍0.02~300Nm。用戶可能提出自己希望的功率、扭矩曲線,還可以為用戶做特殊的機械結(jié)構(gòu)。
IBAG電主軸特色
IBAG提供全套的電主軸系統(tǒng),包括:電主軸、矢量變頻驅(qū)動、油氣潤滑裝置、冷卻裝置、管路、電纜、刀具等。
IBAG電主軸產(chǎn)品種為非常齊全,共有15類60幾個型號的電主軸產(chǎn)品。無論用戶要求的是高速度、大扭矩還是大功率,IBAG的產(chǎn)品總有一款能滿足您的要求。目前為止,IBAG電主軸的最高速度是140000r/min,最大額定扭矩是300Nm,最大功率80kW。
軸承:IBAG電主軸采用復合陶瓷軸承、靜壓軸承,及電磁軸承,根據(jù)用戶要求,也可以采用鋼軸承??梢酝ㄟ^液壓壓力來改變軸承的預緊力,以適應(yīng)不同的切削狀態(tài)。
潤滑:IBAG軸承的潤滑方式有油氣潤滑和脂潤滑兩種方式,用戶可以任選其一。IBAG的直接潤滑技術(shù),讓潤滑油通過軸承外圈上的小孔直接達到滾珠,這種潤滑方式可以使相同規(guī)格的軸承工作在更高的極限轉(zhuǎn)速,而且消耗的潤滑油量更少。
氣封:電主軸的前端采用氣封,保證灰塵、冷卻液等不進入主軸軸承。主軸軸向尺寸動態(tài)補償:在位置精度要求極高的情況下,IBAG可以在電主軸上提供一檢測元件來檢測電主軸的同向尺寸變化,尺寸的變化量被轉(zhuǎn)化1V/10μm的模擬信號,送到數(shù)控系統(tǒng)進行動態(tài)的尺寸閉環(huán)補償。
刀機接口:IBAG提供HSK、SKI、CAPTO、BT刀具接口,用戶可以任選一種。主軸中心冷卻:IBAG提供主軸中心冷卻選項,30000r/min之內(nèi)都可以采用刀具內(nèi)冷,冷卻液壓力可達80bar(8MPa)。
抓刀方式:IBAG電主軸采用液壓抓刀,采用機床本身的液壓系統(tǒng)即可;若機床沒有液壓系統(tǒng),IBAG提供的氣液轉(zhuǎn)換裝置可以將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換為液壓壓力送到主軸。
與數(shù)控系統(tǒng)的接口:IBAG電主軸系統(tǒng)既提供數(shù)字接口,也提供模擬接口,與任何數(shù)控系統(tǒng)匹配都沒有問題。內(nèi)置編碼器輸出正弦脈沖。
主軸驅(qū)動:IBAG提供性能優(yōu)異的主軸矢量驅(qū)動裝置。