Elektrisk spindel er en ny teknologi, der er dukket op inden for CNC-bearbejdning i de seneste år, integrerer værktøjsmaskinens spindel og spindelmotor Sammen med lineær motorteknologi og højhastighedsværktøjsteknologi, vil det skubbe højhastighedsbearbejdning ind i en ny æra. CNC bearbejdning elektrisk spindel er et sæt komponenter, som omfatter selve den elektriske spindel og dets tilbehør: elektrisk spindel, højfrekvensfrekvensomformer, olietågesmøremiddel, køleanordning, indbygget encoder og værktøjsskifter.

Højhastighedsspindel er den vigtigste nøgleteknologi i højhastighedsskæreteknologi og også den vigtigste komponent i højhastighedsskæremaskiner. Høj dynamisk balance, god stivhed, høj rotationsnøjagtighed, god termisk stabilitet, tilstrækkelig drejningsmoment og kraftoverførsel, høj centrifugalkrafttolerance, nøjagtig temperaturmåleenhed og effektiv køleanordning er påkrævet. Højhastighedsskæring kræver generelt en spindelhastighedskapacitet på mindst 40000 r/min og en spindeleffekt på mere end 15 kW. Normalt anvendes elektriske spindelkomponenter med integrerede spindelmotorer til at opnå direkte transmission uden mellemled.Induktionsintegrerede spindelmotorer anvendes hovedsageligt til motorer. I øjeblikket anvendes varmpressede siliciumnitrid (Si3N4) keramiske lejer, flydende dynamiske og statiske tryklejer og luftlejer almindeligt. Smøring anvender ofte teknikker som olie luftsmøring og jetsmøring. Spindelkøling opnås generelt gennem intern vandkøling eller luftkøling af spindlen.

1. Arbejdsprincip diagram af keramisk leje højhastighedsspindel

Ovenstående diagram viser arbejdsprincippet for en keramisk leje højhastighedsspindel, ved hjælp af C- eller B-grade præcisionsvinkelkontaktkuglelejer. Lejearrangementet svarer til den traditionelle sliberspindelstruktur; Vedtagelse af en "lille perle tæt bold" struktur, bolden materiale er Si3N4; Vedtagelse af elektrisk spindel (motor og spindel integreret); Den karakteristiske værdi af lejehastighed (=? Akseldiameter (mm), hastighed (r/min)) øges med 1,2 ° C sammenlignet med almindelige stållejer To gange kan den nå 0,5-1106. Høj rotationsnøjagtighed med en rotationsfejl på mindre end 0,2 μm for flydende hydrostatiske lejer og mindre end 0,05 μm for lufthydrostatiske lejer Lavt effekttab Den karakteristiske hastighed af flydende hydrostatiske lejer kan nå 1106, og den karakteristiske hastighed af lufthydrostatiske lejer kan nå 3106. Bæreevnen af luftstatiske tryklejer er relativt lille.

Sammenlignet med stålkugler er fordelene ved keramiske lejer:

(1) Tætheden af keramiske kugler reduceres med 60%, hvilket i høj grad kan reducere centrifugalkraften;

(2) Keramikens elastiske modul er 50% højere end stålets, hvilket giver lejer højere stivhed;

(3) Keramik har en lav friktionskoefficient, som kan reducere lejeopvarmning, slid og effekttab;

(4) Keramik har god slidstyrke og lang lejelevetid.

2. Maglev-bærende højhastighedsspindel

Ovenstående diagram viser arbejdsprincippet for højhastighedsspindlen med magnetiske levitationslejer. Spindlen understøttes af to radiale og to aksiale magnetiske levitationslejer, og afstanden mellem stator og rotor af magnetiske levitationslejer er omkring 0,1 mm.? Høj stivhed, omkring 10 gange stivheden af en kuglelejespindel.? Den karakteristiske værdi af rotationshastighed kan nå 4106.? Rotationsnøjagtigheden afhænger hovedsageligt af sensorens nøjagtighed og følsomhed samt styrekredsløbets ydeevne og kan i øjeblikket nå 0,2 μm.? Den mekaniske struktur og kredsløbssystem er begge relativt komplekse; På grund af den høje varmeproduktion er der en høj efterspørgsel efter kølesystemets ydeevne.