Il mandrino elettrico è una nuova tecnologia che è emersa nel campo della lavorazione CNC negli ultimi anni, integrando il mandrino della macchina utensile e il motore del mandrino. Insieme alla tecnologia del motore lineare e la tecnologia degli utensili ad alta velocità, spingerà la lavorazione ad alta velocità in una nuova era. Il mandrino elettrico di lavorazione CNC è un insieme di componenti, che comprende il mandrino elettrico stesso e i suoi accessori: mandrino elettrico, convertitore di frequenza ad alta frequenza, lubrificante a nebbia d'olio, dispositivo di raffreddamento, encoder incorporato e cambio utensile.

Il mandrino ad alta velocità è la tecnologia chiave più importante nella tecnologia di taglio ad alta velocità e anche il componente più importante delle macchine utensili da taglio ad alta velocità. L'alto equilibrio dinamico, la buona rigidità, l'alta precisione di rotazione, la buona stabilità termica, la trasmissione di coppia e potenza sufficienti, l'alta tolleranza della forza centrifuga, il dispositivo di misurazione della temperatura accurato e il dispositivo di raffreddamento efficiente sono richiesti. Il taglio ad alta velocità richiede generalmente una capacità di velocità del mandrino non inferiore a 40000 r/min e una potenza del mandrino superiore a 15 kW. Di solito, i componenti elettrici del mandrino con motori integrati del mandrino sono utilizzati per ottenere la trasmissione diretta senza collegamenti intermedi. Attualmente, sono comunemente usati cuscinetti ceramici in nitruro di silicio pressato a caldo (Si3N4), cuscinetti a pressione liquidi dinamici e statici e cuscinetti ad aria. La lubrificazione utilizza spesso tecniche come la lubrificazione dell'aria dell'olio e la lubrificazione a getto. Il raffreddamento del mandrino è generalmente ottenuto tramite raffreddamento ad acqua interno o raffreddamento ad aria del mandrino.

1. diagramma di principio di funzionamento del mandrino ad alta velocità del cuscinetto ceramico

Il diagramma sopra mostra il principio di funzionamento di un mandrino ad alta velocità del cuscinetto ceramico, utilizzando cuscinetti a sfera angolari di precisione C o B. La disposizione del cuscinetto è simile alla struttura tradizionale del mandrino della smerigliatrice; Adottando una "piccola palla densa" struttura, il materiale della palla è Si3N4; Adottando il mandrino elettrico (motore e mandrino integrati); Il valore caratteristico della velocità del cuscinetto (=? Diametro dell'albero (mm), velocità (r/min)) è aumentato di 1,2 ° C rispetto ai cuscinetti in acciaio ordinari Due volte, può raggiungere 0,5-1106. Elevata precisione di rotazione, con un errore di rotazione inferiore a 0,2 μ m per cuscinetti idrostatici liquidi e inferiore a 0,05 μ m per cuscinetti idrostatici ad aria; Bassa perdita di potenza; La velocità caratteristica dei cuscinetti idrostatici liquidi può raggiungere 1106 e la velocità caratteristica dei cuscinetti idrostatici dell'aria può raggiungere 3106. La capacità portante dei cuscinetti a pressione statici dell'aria è relativamente piccola.

Rispetto alle sfere d'acciaio, i vantaggi dei cuscinetti ceramici sono:

(1) la densità delle sfere ceramiche è ridotta del 60%, che può ridurre notevolmente la forza centrifuga;

(2) il modulo elastico della ceramica è superiore del 50% a quello dell'acciaio, che dà ai cuscinetti una maggiore rigidità;

(3) ceramica ha un basso coefficiente di attrito, che può ridurre il riscaldamento del cuscinetto, l'usura e la perdita di potenza;

(4) La ceramica ha buona resistenza all'usura e lunga durata del cuscinetto.

2. Maglev cuscinetto ad alta velocità mandrino

Il diagramma sopra mostra il principio di funzionamento del mandrino ad alta velocità con cuscinetti magnetici di levitazione. Il mandrino è sostenuto da due cuscinetti radiali e due assiali magnetici di levitazione e lo spazio tra lo statore e il rotore dei cuscinetti magnetici di levitazione è di circa 0,1 mm.? Elevata rigidità, circa 10 volte la rigidità di un mandrino cuscinetto a sfera.? Il valore caratteristico della velocità di rotazione può raggiungere 4106.? La precisione di rotazione dipende principalmente dall'accuratezza e dalla sensibilità del sensore, nonché dalle prestazioni del circuito di controllo, e può attualmente raggiungere 0,2 μm.? La struttura meccanica e il sistema del circuito sono entrambi relativamente complessi; A causa dell'elevata generazione di calore, c'è un'elevata domanda per le prestazioni del sistema di raffreddamento.