A spindle eléctrica é unha nova tecnoloxía que surgiu no campo da Máquina CNC nos últimos anos, integrando a spindle de ferramentas da máquina e o motor spindle. Junto coa tecnoloxía motora linear e a tecnoloxía de ferramentas de alta velocidade, empurrará a máquina de alta velocidade nunha nova era. A spindle eléctrica de máquinas CNC é un conxunto de compoñentes, que inclúe a spindle eléctrica en si mesma e os seus acesorios: spindle eléctrica, converter de frecuencias de alta frecuencia, lubricador de néboa de petróleo, dispositivo de refrigeración, codificador incorporado e cambiador de ferramentas.

A spindle de alta velocidade é a tecnoloxía chave máis importante da tecnoloxía de corte de alta velocidade e tamén a compoñente máis importante das ferramentas de corte de alta velocidade. Requírense un alto equilibrio dinámico, boa rigidez, alta precisión de rotación, boa estabilidade térmica, transmisión suficiente de torque e enerxía, alta tolerancia da forza centrífuga, dispositivo preciso de medición da temperatura e dispositivo eficiente de refrigeración. O corte de alta velocidade require xeralmente unha capacidade de velocidade de spindle non inferior a 40000 r/min e unha potencia de spindle superior a 15 kW. Normalmente, os compoñentes eléctricos con motores integrados empréganse para obter transmisión directa sen ligazóns intermedios. Os motores integrados de inducción empréganse principalmente para motores. Actualmente, usase comúnmente os enxogos cerámicos de nítrido de silicio preso quente (Si3N4), os enxogos líquidos dinámicos e estáticos e os enxogos aéreos. A lubrificación emprega moitas veces técnicas como a lubrificación do aire do petróleo e a lubrificación de xactos. O arrefriamento da espinha é xeralmente alcanzado mediante arrefriamento interno da auga ou arrefriamento do aire da espinha.

1. Diagrama de principios de traballo de cerámica con xiro de alta velocidade

O diagram a de enriba mostra o principio de traballo dunha columna de alta velocidade con cerámica, usando columnas de bólas de contacto angulares de precisión de C ou B. O arreglo de columna é semellante á estrutura tradicional da columna de molla; Adopción dunha estrutura de "bola densa de pequena pedra", o material da bola é Si3N4; Adopción de spindle eléctrica (motor e spindle integrado); The characteristic value of bearing speed (=? Shaft diameter (mm), speed (r/min)) is increased by 1.2 ° C compared to ordinary steel bearings Dois veces, pode chegar a 0,5-1106. Alta precisión de rotación, cun erro de rotación inferior a 0,2 μm para os bearings hidrostáticos líquidos e inferior a 0,05 μm para os bearings hidrostáticos do aire; perda de enerxía baixa; A velocidade característica dos bearings hidrostáticos líquidos pode chegar a 1106 e a velocidade característica dos bearings hidrostáticos aéreos pode chegar a 3106. A capacidade de carga dos bearings de presión estática do aire é relativamente pequena.

Comparado coas bólas de acero, as vantaxes das bearings cerámicas son:

(1) A densidade das bólas cerámicas diminúese un 60%, o que pode reducir grandemente a forza centrífuga;

(2) O módulo elástico de cerámica é 50% maior que o de aceiro, o que dá máis rigidez aos portadores;

(3) A cerámica ten un coeficiente baixo de fricción, que pode reducir o calefacción, o usuro e a perda de enerxía;

(4) As cerámicas teñen boa resistencia ao usuro e vida longa.

2. Maglev con xiro de alta velocidade

O diagrama de arriba mostra o principio de traballo da spindle de alta velocidade con bearings de levitación magnética. A spindle é soportada por dous bearings radiais e dous bearings axiais de levitación magnética, e o intervalo entre o estator e o rotor dos bearings de levitación magnética é de aproximadamente 0, 1 mm.? Alta rigidez, aproximadamente dez veces máis rigidez dunha pelota que leva a bola. O valor característico da velocidade de rotación pode chegar a 4106.? A precisión da rotación depende principalmente da precisión e sensibilidade do sensor, as í como do desempeño do circuito de control, e pode chegar actualmente a 0, 2 μm? A estrutura mecánica e o sistema de circuitos son ambos relativamente complexos; Debido á alta xeración de calor, hai unha alta demand a para o desempeño do sistema de refrigeración.