La spindle elèctrica és una nova tecnologia que ha sorgit en el camp de la màquina CNC en els últims anys, integrant la spindle d'eines de màquina i el spindle motor. Juntament amb la tecnologia motor a linear i la tecnologia d'eines d'alta velocitat, empurrarà la màquina d'alta velocitat en una nova era. La gira elèctrica de la CNC és un conjunt de components, que inclou la gira elèctrica mateixa i els seus accessoris: gira elèctrica, convertidor de freqüències d'alta freqüència, lubricador de nebre de petroli, dispositiu de refrigeració, codificador incorporat i canviador d'eines.

La spindle d'alta velocitat és la tecnologia clau més important de la tecnologia de tall d'alta velocitat i també el component més important de les eines de tall d'alta velocitat. Es requereixen alt equilibri dinàmic, bona rigiditat, alta precisió de rotació, bona estabilitat térmica, suficient còncer i transmissió d'energia, alta tolerança de la força centrifugal, dispositiu de mesura de temperatura exacte i dispositiu de refrigeració eficient. El tall d'alta velocitat requereix, en general, una capacitat de velocitat de gira no inferior a 40000 r/min i una potencia de gira superior a 15 kW. Normalment, els components elèctrics amb motors integrats s'utilitzen per aconseguir transmissió directa sense enllaços intermedis. Actualment, s'utilitzen comument bearings de ceràmica amb nitrit de silici pressionat a calor (Si3N4), bearings de pressió dinàmica i estática líquida, i bearings d'aire. La lubrificació sovint utilitza tècniques com la lubrificació de l'aire del petroli i la lubrificació de jet. El refredament de la columna s'aconsegueix generalment a través del refredament intern de l'aigua o del refredament de l'aire de la columna.

1. Diagrama de principis de treball de ceràmica portant una gira d'alta velocitat

El diagram a d'enrere mostra el principi de funcionament d'una gira de ceràmica amb alta velocitat, utilitzant gires angulars de contacte de precisió de classe C o B. L'arreglament de gira és similar a l'estructura tradicional de gira de gira; Adoptant una estructura de "bola densa de pedra petita", el material de la bola és Si3N4; Adopció de la fila elèctrica (integrada amb el motor i la fila); El valor característic de la velocitat de portada (=? Diàmetre de barreja (mm), velocitat (r/min)) s'incrementa en 1,2 ° C en comparació amb barrejas d'acer normal El doble pot arribar a 0,5-1106. Alta precisió de rotació, amb un error de rotació de menys de 0,2 μm en els bearings hidrostàtics líquids i de menys de 0,05 μm en els bearings hidrostàtics de l'aire; Pèrdua d'energia baixa; La velocitat característica dels bearings hidrostàtics líquids pot arribar a 1106 i la velocitat característica dels bearings hidrostàtics de l'aire pot arribar a 3106. La capacitat de carregar la càrrega dels carregadors de pressió estàtica de l'aire és relativament petita.

Comparat amb les boles d'acer, les avantatges dels bearings de ceràmica són:

(1) La densitat de les boles de ceràmica es redueix un 60%, que pot reduir molta força centrífuga;

(2) El módul elàstic de ceràmica és un 50% més alt que el de l'acer, que dóna més rigidet als bearings;

(3) La ceràmica té un baix coeficient de fricció, que pot reduir el calentament, l'usuri i la pèrdua d'energia;

(4) Les ceràmiques tenen una bona resistència al usuri i una llarga vida.

2. Maglev portant una gira d'alta velocitat

El diagrama d'enrere mostra el principi de funcionament de la gira d'alta velocitat amb bearings de levitat magnètica. La gira està suportada per dos bearings radials i dos bearings axials de levitat magnètica, i la distància entre l'estator i el rotor dels bearings de levitat magnètica és d'aproximadament 0,1 mm? Alta rigidet, aproximadament 10 vegades més rigided'una gira de bola? El valor característic de la velocitat de rotació pot arribar a 4106.? La precisió de rotació depèn principalment de la precisió i la sensibilitat del sensor, així com el rendiment del circuit de control, i actualment pot arribar a 0,2 μm? L'estructura mecànica i el sistema de circuits són relativament complexes; Gràcies a la gran generació de calor, hi ha una gran demanda per al rendiment del sistema de refrigeració.