機床高速電主軸裝配技術(shù)探究和應(yīng)用

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1、機床高速電主軸裝配技術(shù)探究和應(yīng)用　　【摘要】機床的設(shè)計制造中，高速電主軸作為重要的組件，對機床的整體的性能具有非常重要的作用。本文對高速電主軸的特點進行分析，闡述高速電主軸的主軸結(jié)構(gòu)和電主軸裝配使用的技術(shù)重點，研究機床高速電主軸的裝配設(shè)計與工藝優(yōu)化?！娟P(guān)鍵詞】機床；電主軸；裝配技術(shù)；裝配工藝隨著加工制造業(yè)的發(fā)展，對高速數(shù)控機床的需求越來越多，數(shù)控機床也朝著高速、高效、高精度和高智能化的方向發(fā)展。高速電主軸是數(shù)控機床的重要組成部分，作為數(shù)控機床的高新技術(shù)之一，其性能指標及其設(shè)計和裝配的合理性直接影響著機床整體的性能。為了實現(xiàn)

2、高速電主軸的設(shè)計和裝配，使其高速穩(wěn)定的運行，達到理想的性能指標，在機床制造中充分的發(fā)揮作用，本文對高速電主軸的結(jié)構(gòu)進行分析，總結(jié)高速電主軸的裝配技術(shù)關(guān)鍵點，探討電主軸裝配工藝。1、高速電主軸的優(yōu)勢特點5電主軸將傳統(tǒng)主軸的中間變速裝置和傳動裝置省略，取而代之的是內(nèi)裝式電機的直接驅(qū)動。電主軸因為省去了中間的傳動環(huán)節(jié)，在運行的過程中平穩(wěn)度增加，結(jié)構(gòu)簡單，噪聲小，振動也小，而且主軸的承載負荷也減小，能夠很好的保證加工精度。在運行的速度上，電主軸的運行更加高速，而且穩(wěn)定性高，動態(tài)精度好，對于現(xiàn)今數(shù)控機床所要求的高速、高精度的切削加工

3、能夠很好的滿足。電主軸的內(nèi)裝電機，具有閉環(huán)適量控制和伺服控制技術(shù)，這對于機床在進行低速切削加工的過程中需要的大轉(zhuǎn)矩需求能夠很好的滿足，同時也支持大功率的高速精細加工的需求。另外，電主軸還能夠?qū)崿F(xiàn)準停，對于機床準停和C軸傳動的要求也給予支持。如果在電主軸中將交流變頻技術(shù)加以利用，電主軸可實現(xiàn)在額度的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的無機變速，這對于機床負載的變化和多種工況的需要能夠良好的適應(yīng)。2、內(nèi)置式電主軸的結(jié)構(gòu)分析電主軸是在主軸上安裝一個液冷感應(yīng)電機形成一個電機主軸整體，在主軸上熱裝轉(zhuǎn)子，在主軸箱內(nèi)的冷卻殼內(nèi)壓裝定子，當接通電源以后可帶動主軸

4、進行運轉(zhuǎn)。主軸在高速運轉(zhuǎn)的過程中會產(chǎn)生一定的熱量，在定子外殼上裝置螺旋導管，冷卻介質(zhì)通過導管導出熱量。電主軸的結(jié)果比較簡單，耗能小，取消了傳統(tǒng)主軸的傳動系統(tǒng)，實現(xiàn)了機床的零傳動，使機床主軸的運行速度，響應(yīng)能力和加工精度都大大提高。本文所研究數(shù)控機床主軸裝配結(jié)構(gòu)圖如下圖1所示：3、高速電主軸設(shè)計和裝配的技術(shù)關(guān)鍵點5電主軸設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵點主要在于電機的性能、軸承的選配、控制振動的措施、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計以及主軸于電機定子的過盈量。電主軸裝配工藝的關(guān)鍵點主要在于主軸預(yù)緊力的控制、軸承溫度的控制、主軸的動平衡、轉(zhuǎn)子的熱裝和定子的熱裝等

5、。電主軸、轉(zhuǎn)子、定子以及軸承在運轉(zhuǎn)的過程中會產(chǎn)生熱量，而電主軸的電機定子是在殼體內(nèi)直接安裝的，不利于電機的散熱，所以必須有冷卻系統(tǒng)與之相配合，才能達到電機的散熱的目的。電主軸的高速運轉(zhuǎn)的過程中，要減少振動帶來的負面影響，就要對動平衡的精度進行有效的控制，也就是使個回轉(zhuǎn)件在主軸上的裝配的動平衡達到平衡精度的要求。主軸零件與電機的定子之間要合理的確定過盈配合量。4、主軸裝配工藝設(shè)計4.1主軸系統(tǒng)的動平衡校核要控制好主軸各組件裝配的精度，首先就要進行相關(guān)部件的動平衡校核。主軸動平衡的校核采用動平衡機進行操作。本文采用的動平衡機的

6、型號為上海申克HY20BK型，其具有數(shù)字顯示功能，精度可達到mg。主軸要求動態(tài)不平衡量要在1g以下，根據(jù)動靜平衡的試驗，在主軸上直接將不平衡量進行消除。主軸的去重位置，前殿在近于甩油槽的最大外圓徑向部位，后點在主軸后端面的軸向部位。通過多次的反復試驗，直到達到技術(shù)要求為止。4.2主軸的圓柱度校驗5在實際的校驗中，主軸的圓柱度可以利用圓跳動來取代。在進行圓柱度的檢測的過程中，采用雙“V”在軸承的安裝位置進行支撐。本文采用的檢測設(shè)備為大表盤千分表指示器，將其與支架的一個支撐面垂直，將主軸進行軸向的定位后進行轉(zhuǎn)動，對主軸的圓度凹

7、點進行反復多次的檢測并進行標示。采用雙“V”對主軸做以支撐，指示器與檢棒表面垂直，轉(zhuǎn)動主軸，對主軸的錐孔凹點進行反復多次的檢測并進行標示。4.3軸承裝配方法主軸前軸承內(nèi)圈跳動的高點與前軸承出的凹點相對應(yīng)，盡量提高軸承滾道的圓度，這對主軸前端旋轉(zhuǎn)精度的提高具有重要作用。主軸后軸承內(nèi)圈跳動的高點與前端錐孔的凹點相對應(yīng)，使軸承安裝后能夠減小主軸錐孔的徑向跳動誤差。5、電主軸的裝配工藝5.1隔套結(jié)構(gòu)的設(shè)計與工藝優(yōu)化如圖2所示，以保證內(nèi)孔精度為前提條件，主軸和內(nèi)隔套的配合長度被縮短到2mm，這種結(jié)構(gòu)主要是利用隔套所具有的彈性變形的性

8、能，補充圓柱面的定位缺陷，實現(xiàn)主軸端面和圓柱面的雙定位。對于軸承外隔套的設(shè)計也采用與內(nèi)隔套類似的結(jié)構(gòu)。為了達到軸承受到均勻的預(yù)緊，軸承隔套的內(nèi)外端面的平面度和平行度要達到工藝所要求的0.03mm。我們在原有加工工藝的基礎(chǔ)上進行改進，設(shè)計了新的加工工藝，即進行研磨加工，使軸承隔套的加工精度滿足了軸承裝配精