Elektrisk spindel är en ny teknik som har dykt upp inom CNC-bearbetning de senaste åren, integrerar verktygsspindel och spindelmotor, tillsammans med linjär motorteknik och höghastighetsverktygsteknik, kommer det att driva höghastighetsbearbetning in i en ny era. Den elektriska spindeln för CNC-bearbetning är en uppsättning komponenter, som inkluderar själva elektriska spindeln och dess tillbehör: elektrisk spindel, högfrekvent frekvensomvandlare, oljedimma smörjmedel, kylenhet, inbyggd encoder och verktygsväxlare.

Höghastighetsspindel är den viktigaste nyckeltekniken inom höghastighetsskärteknik och också den viktigaste komponenten i höghastighetsskärmaskiner. Hög dynamisk balans, god styvhet, hög rotationsnoggrannhet, god termisk stabilitet, tillräckligt vridmoment och kraftöverföring, hög centrifugalkrafttolerans, noggrann temperaturmätanordning och effektiv kylanordning krävs. Höghastighetskapning kräver i allmänhet en spindelhastighet på minst 40000 r/min och en spindeleffekt på mer än 15 kW. Vanligtvis används elektriska spindelkomponenter med integrerade spindelmotorer för att uppnå direktöverföring utan mellanlänkar och induktionsintegrerade spindelmotorer används främst för motorer. För närvarande används varmpressade kiselnitrid (Si3N4) keramiska lager, flytande dynamiska och statiska trycklager och luftlager ofta. Smörjning använder ofta tekniker som oljeluftsmörjning och strålsmörjning. Spindelkylningen uppnås i allmänhet genom intern vattenkylning eller luftkylning av spindeln.

1. Arbetsprincip diagram av keramiska lager höghastighetsspindel

Diagrammet ovan visar arbetsprincipen för en keramisk lagerspindel med hög hastighet, med hjälp av C- eller B-grade precisionsvinkelkontaktkullager. Lagerarrangemanget liknar den traditionella slipspindelstrukturen. Genom att anta en "liten pärla tät boll"-struktur är bollmaterialet Si3N4; Antagande av elektrisk spindel (motor och spindel integrerad); Det karakteristiska värdet för lagerhastighet (=? Axeldiameter (mm), hastighet (r/min)) ökas med 1,2 ° C jämfört med vanliga stållager Två gånger kan den nå 0,5-1106. Hög rotationsnoggrannhet, med ett rotationsfel på mindre än 0,2 μm för flytande hydrostatiska lager och mindre än 0,05 μm för lufthydrostatiska lager. Låg effektförlust. Den karakteristiska hastigheten hos flytande hydrostatiska lager kan nå 1106, och den karakteristiska hastigheten hos lufthydrostatiska lager kan nå 3106. Belastningskapaciteten hos luftstatiska trycklager är relativt liten.

Jämfört med stålkulor är fördelarna med keramiska lager:

(1) Tätheten hos keramiska bollar minskas med 60%, vilket avsevärt kan minska centrifugalkraften;

(2) Keramikens elastiska modul är 50% högre än stålets, vilket ger lager högre styvhet;

(3) Keramik har en låg friktionskoefficient, vilket kan minska lageruppvärmning, slitage och effektförlust;

(4) Keramik har bra slitstyrka och lång lagerlivslängd.

2. Maglev bärande höghastighetsspindel

Diagrammet ovan visar arbetsprincipen för höghastighetsspindeln med magnetiska levitationslager. Spindeln stöds av två radiala och två axiella magnetiska levitationslager, och gapet mellan stator och rotor i magnetiska levitationslager är cirka 0,1 mm.? Hög styvhet, ungefär 10 gånger styvheten av en kullagerspindel.? Det karakteristiska värdet av rotationshastighet kan nå 4106.? Rotationsnoggrannheten beror huvudsakligen på sensorns noggrannhet och känslighet samt kontrollkretsens prestanda och kan för närvarande nå 0,2 μm.? Den mekaniska strukturen och kretssystemet är båda relativt komplexa; På grund av den höga värmeproduktionen finns det en hög efterfrågan på kylsystemets prestanda.