La broche électrique est une nouvelle technologie apparue ces dernières années dans le domaine des machines - outils d'Usinage CNC pour intégrer la broche de la machine - outil et le moteur de broche, qui, avec la technologie du moteur linéaire, la technologie de l'outil à grande vitesse, conduira l'usinage à grande vitesse à une nouvelle ère. L'électrobroche d'usinage CNC est un ensemble de composants qui comprend l'électrobroche elle - même et ses accessoires: électrobroche, dispositif de conversion de fréquence haute fréquence, lubrificateur de brouillard d'huile, dispositif de refroidissement, codeur intégré, dispositif de changement d'outil.

La broche à grande vitesse est la technologie clé la plus importante de la technologie de coupe à grande vitesse et le composant le plus important de la machine de coupe à grande vitesse. Nécessite un équilibre dynamique élevé, une bonne rigidité, une grande précision de rotation, une bonne stabilité thermique, peut transmettre un couple et une puissance suffisants, peut résister à une force centrifuge élevée, avec un dispositif thermométrique précis et un dispositif de refroidissement efficace. La coupe à grande vitesse nécessite généralement une capacité de vitesse de broche d'au moins 40 000 tr / min et une puissance de broche supérieure à 15 kW. Généralement, les composants de broche électrique intégrés au moteur de broche sont utilisés pour réaliser une transmission directe sans lien intermédiaire, le moteur électrique adopte principalement un moteur de broche intégré à induction. Actuellement, les roulements en céramique à Nitrure de silicium thermopressurisé (Si3N4) et les roulements hydrauliques, statiques et pneumatiques sont généralement plus utilisés. Lubrification Multi - technologie de lubrification huile - air, lubrification par injection, etc. Le refroidissement de la broche adopte généralement la méthode de refroidissement à l'eau ou à l'air à l'intérieur de la broche.

1, diagramme de principe de fonctionnement de la broche à grande vitesse de roulement en céramique

La figure ci - dessus est un schéma de principe de fonctionnement de la broche à grande vitesse de roulement en céramique, en utilisant un roulement à billes à contact angulaire de précision de classe C ou B, la disposition du roulement est similaire à la structure de la broche de meuleuse traditionnelle; En utilisant la structure "petite bille étanche", matériau de bille Si3N4; Adopter une broche électrique (moteur intégré à la broche); Valeur caractéristique de la vitesse de rotation du roulement (=? Diamètre de l'arbre (mm) vitesse de rotation (R / min)) Amélioration de 1,2? ~ par rapport aux roulements en acier ordinaires 2 fois, jusqu'à 0,5 à 1106. Haute précision de rotation, erreur de rotation du palier hydrostatique liquide inférieure à 0,2 μm, erreur de rotation du palier hydrostatique pneumatique inférieure à 0,05 μm; Faible perte de puissance; La valeur caractéristique de la vitesse de rotation des roulements hydrostatiques liquides peut atteindre 1106 et la valeur caractéristique de la vitesse de rotation des roulements hydrostatiques pneumatiques peut atteindre 3106. La capacité de charge des roulements à pression aérodynamique est moindre.

Les avantages des roulements en céramique par rapport aux billes d'acier sont:

(1) La densité des billes en céramique est réduite de 60%, ce qui peut réduire considérablement la force centrifuge;

(2) Le module d'élasticité en céramique est 50% plus élevé que l'acier, ce qui donne au roulement une rigidité plus élevée;

(3) faible coefficient de frottement en céramique, peut réduire la chaleur du roulement, l'usure et la perte de puissance;

(4) bonne résistance à l'usure en céramique et longue durée de vie des roulements.

2, arbre principal à grande vitesse de roulement à flotteur magnétique

L'image ci - dessus est un schéma de principe de fonctionnement de la broche à grande vitesse à palier magnétique flottant, la broche étant portée par deux paliers magnétiques radiaux et deux paliers magnétiques axiaux, l'espace entre le stator et le rotor du palier magnétique flottant étant d'environ 0,1 mm.? Rigidité élevée, environ 10 fois plus rigide qu'une broche à roulement à billes.? La valeur caractéristique de la vitesse de rotation peut atteindre 4106.? La précision de rotation dépend principalement de la précision et de la sensibilité du capteur, ainsi que de la performance du circuit de commande, qui peut actuellement atteindre 0,2 μm.? La structure mécanique et le système de circuit sont plus complexes; En raison de la production de chaleur, les exigences de performance du système de refroidissement sont élevées.