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数控机床主轴维护经验探讨

发表日期:2021-03-15 19:24:28 【返回】

  一、高端加工中心电主轴简单先容

  高端电主轴一般结构复杂,他不仅完成高转速高精度低振动大扭矩,还具有换刀中央出水冷却和端面喷水等功能,主轴转速高限制了体积,因此电主轴集成度高。 电主轴与机械主轴最大的结构区别在于定子绕组直接励磁使转子旋转,其转子轴是主轴的轴心,其传动结构类似于电动机。

  其优点是容易实现较高的转速、低振动、高精度,主要缺点是容易发热,发热源一般为轴承和线圈,所以高端的电主轴中有很多复杂的冷却系统。

  常见的高端主轴多产于欧洲和日本,近期国内也有一些厂家生产高端主轴,但其稳定性有待市场验证,国产主轴最大的障碍是钢材材质达不到,以及完整的高端辅助零部件产业、完整的

数控机床主轴维护经验探讨

  二、主轴用途分类

  按用途:

  雕刻机主轴、三轴普通铣床主轴三轴加工中心主轴铣削复合系列主轴卧式加工中心主轴五轴加工中心主轴等

  各传动结构:

  主轴和电主轴

  机械主轴分为皮带传动结构的联轴器传动和花键衬套传动等

  电主轴分为异步主轴和永磁同步主轴等

  三、主轴常用轴承

  精密机床的主轴支承轴承需要ISO  p4以上的精度,主轴轴承有角接触球轴承和圆柱滚子轴承等。

  一般的高速主轴采用陶瓷球轴承。 具有高刚性、高转速、高温寿命长等特点。 (我修理了科马五轴机的主轴。 故障是主轴直接烧坏,分解后发现轴承内圈直接烧坏变形,与芯棒粘在一起。 但里面的陶瓷球没有受损,首次证明了陶瓷球的高温能力和硬度。 )角接触球轴承现在常用15度和25度的接触角。 15度接触角通常具有较高的转速性能,但15度接触角小于25度接触角球接触面积,摩擦系数低不易发热,因此同一模型的15度高于25度接触角转速,25度接触角具有较高的轴承载能力。

  角接触轴承一般由两片以上的轴承组合而成,也有万能配套型角接触轴承,但固定配套的轴承在配刚性方面我认为更专业。 特别是,修理主轴在未充分掌握该品牌主轴对轴承的作用力数据时,请勿容易更换万能配套型轴承。 主轴轴承不满足轴承刚性时,主轴无法保障精度的寿命振动和加工精加工等。 我认为主轴维修用轴承刚性是非常重要的环节。 DMG委托了品牌的10个主轴对不同数据的轴承刚性进行配对。 并在上机上使用半年,对这10根主轴进行了性能评价,结果表明这10根主轴差异明显,日常发热严重,某轴跳动有明显加工粗糙度等。 在这次的实验中,我认为一边比较轴承对的刚性数据对主轴寿命的重要性,一边得到这些数据是非常有价值的。主轴角接触轴承的配对方式分为3种。

  1. DB结构,DB结构,也就是大家常说的背对背安装也是主轴轴承配对用最多的配对方式轴承,组合图标是。

  2. DF结构、DF结构,也就是所谓的对面结构,DF和DB的性能差异在于DF结构的轴向载荷差,但DF结构的极限转速更高。 

  3. DT结构、DT结构的轴承安装方向都是统一的,该结构只具有径向载荷和单轴载荷,由于上述两种结构的轴向没有双面载荷,因此该结构在主轴领域几乎不使用。

  主轴后端一般也采用DB结构,轴承配置在轴承壳体的深处,轴承壳体与主轴后端盖之间有间隙。 大多数高端主轴后端采用轴向浮动型的陶瓷球和圆柱滚子轴承。 此外,带锥度的内圈的内外圈间隙通过轴上的垫片的厚度进行调节。 大多数高速主轴后端轴承为轴向浮动型。 通过轴承内外圈的轴向浮动,或者轴承外壳和主轴后端盖进行浮动。 该方式的优点是避免轴芯后端的轴承与后端盖的轴承基准面的误差。

  高速主轴的角接触轴承的施力方式和刚性调节方式:

  1 .磨削内外轴承套筒调节,通常转速18000转以下的电主轴通过内外衬套进行调节。 用DB方式简单先容调节方法。 轴承组中间的轴承垫片为轴承套筒,两套筒的高度一般一致。 想要增加作用力时,只要减少轴承内垫片的高度,减弱作用力的外圈的高度就会减少。 主轴维修相关的各种应用领域不同,因此作用力调节不计算具体数据。

  2 .轴承箱弹簧施力方式通常在18000转以上采用这种方式,具有高转速加工主轴过热或负荷过大,轴不易烧结,结构稍复杂一般刚性不太高的优点。 要提高其刚性,更换更大的弹簧或在弹簧端部安装垫圈,但必须确保各个弹簧高度的均匀性和力的均匀性。 会影响主轴的跳动精度。 要变弱,请适当减少弹簧的数量。 减少的弹簧位置一定是对称的。 否则,也会影响轴的跳动精度。

  3 .液压预紧型,正如其名,液压预紧型通过液压传动改变轴承预紧器的厚度,可以不拆下主轴而通过外部控制调节主轴的轴承刚性。 这种情况一般适用于转速调节范围广、加工产品多样的应用场合,但其缺点是难以维护,在市场上很少见,也修理过许多主轴。 但是,这种活动要慎重,需要动平衡。

  轴承润滑方式:

  1 .润滑脂润滑:润滑脂润滑是指在安装轴承时一次性添加,在使用中无需轴承维护,一般转速不高的情况下,润滑脂一般容易达到滚珠空间的三分之一,轴承发热过多,轴承润滑不充分,轴承润滑不充分。 大家一般不使用轴承携带的润滑脂,而是把原装携带的润滑脂更换为进口专用润滑脂。

  2 .油气润滑:油气润滑是指轴承通过外部油气配管向主轴轴承内部喷出,然后通过油气排出孔流出的结构,一般使用18000转以下的电主轴。3 .油雾润滑、油雾润滑的工作原理与油气润滑相似,不同之处在于轴承润滑系统用喷雾器将液体润滑油转换成雾状,油雾润滑一般适用于18000高速旋转的情况。


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