Električno vreteno je nova tehnologija, ki se je v zadnjih letih pojavila na področju CNC obdelave, ki vključuje vreteno in vretenski motor obdelovalnega stroja, skupaj s tehnologijo linearnih motorjev in tehnologijo orodja za visoke hitrosti bo hitro obdelavo potisnila v novo dobo. Električno vreteno za obdelavo CNC je niz komponent, ki vključuje samo električno vreteno in njegovo dodatno opremo: električno vreteno, visokofrekvenčni pretvornik, mazalnik oljne megle, hladilna naprava, vgrajeni kodirnik in menjalnik orodja.

Visokohitrostno vreteno je najpomembnejša ključna tehnologija v tehnologiji hitrega rezanja in tudi najpomembnejša komponenta visokohitrostnih rezalnih strojev. Potrebni so visoko dinamično ravnovesje, dobra togost, visoka natančnost vrtenja, dobra toplotna stabilnost, zadosten navor in prenos moči, visoka toleranca centrifugalne sile, natančna naprava za merjenje temperature in učinkovita hladilna naprava. Visokohitrostno rezanje običajno zahteva zmogljivost hitrosti vretena najmanj 40000 r/min in moč vretena nad 15 kW. Za doseganje neposrednega prenosa brez vmesnih povezav se običajno uporabljajo električne komponente vretena z integriranimi vretenskimi motorji. Trenutno se pogosto uporabljajo keramični ležaji, tekoči dinamični in statični tlačni ležaji ter zračni ležaji. Mazanje pogosto uporablja tehnike, kot sta mazanje z oljem in curkom. Hlajenje vretena se običajno doseže z notranjim vodnim hlajenjem ali zračnim hlajenjem vretena.

1. Diagram delovnega principa keramičnega ležaja visokohitrostnega vretena

Zgornji diagram prikazuje delovni princip visokohitrostnega vretena keramičnega ležaja z uporabo natančnih kotnih kontaktnih krogličnih ležajev razreda C ali B. Razporeditev ležajev je podobna tradicionalni strukturi brusilnega vretena; S sprejetjem strukture "majhne krogle gosto", je kroglični material Si3N4; Sprejetje električnega vretena (motor in vreteno integrirano); Značilna vrednost hitrosti ležaja (=? Premer gredi (mm), hitrost (r / min)) se poveča za 1,2 ° C v primerjavi z navadnimi jeklenimi ležaji Dvakrat, lahko doseže 0,5-1106. visoka natančnost vrtenja, z napako vrtenja manj kot 0,2 μm za tekoče hidrostatične ležaje in manj kot 0,05 μm za zračne hidrostatične ležaje; nizka izguba energije; Značilna hitrost tekočih hidrostatičnih ležajev lahko doseže 1106, značilna hitrost zračnih hidrostatičnih ležajev pa lahko doseže 3106. Nosilnost zračnih statičnih tlačnih ležajev je relativno majhna.

V primerjavi z jeklenimi kroglicami so prednosti keramičnih ležajev:

(1) Gostota keramičnih krogel se zmanjša za 60%, kar lahko močno zmanjša centrifugalno silo;

(2) Elastični modul keramike je 50% višji od modula jekla, kar daje ležajem večjo togost;

(3) Keramika ima nizek koeficient trenja, ki lahko zmanjša segrevanje ležajev, obrabo in izgubo moči;

(4) Keramika ima dobro odpornost na obrabo in dolgo življenjsko dobo ležajev.

2. Maglev ležaj visoke hitrosti vretena

Zgornji diagram prikazuje delovni princip visokohitrostnega vretena z magnetnimi ležaji. Vreteno podpirata dva radialna in dva osna magnetna ležaja, vrzel med statorjem in rotorjem magnetnih ležajev pa je približno 0,1 mm. Visoka togost, približno 10-krat togost vretena krogličnih ležajev. Značilna vrednost rotacijske hitrosti lahko doseže 4106.? Natančnost vrtenja je večinoma odvisna od natančnosti in občutljivosti senzorja ter zmogljivosti krmilnega vezja in lahko trenutno doseže 0,2 μm.? Mehanska struktura in sistem vezja sta relativno zapletena; Zaradi visoke proizvodnje toplote obstaja veliko povpraševanje po zmogljivosti hladilnega sistema.