深度剖析‘機床主軸增速器’
2016-8-19 來源:轉載 作者:
機床(chuáng)主軸增速器是個“小玩意”,但這裏麵卻蘊藏(cáng)著機械製造(zào)的精深功底,涉(shè)及到機械製造2大關鍵標準(zhǔn)件:齒輪和軸承;可以想象當齒輪和軸承(chéng)運行在4萬和16萬多轉並且還要(yào)控製跳動精度在0.01mm甚至0.001mm,它的製造精(jīng)度及發熱和(hé)動平衡控製是多麽關鍵!
主軸增速器也叫增(zēng)速刀柄,重型主軸增(zēng)速器也叫增速銑頭,常見的包(bāo)括(kuò)齒(chǐ)輪式增速器、氣動主軸增速器和電主軸增速器。主軸增速器(qì)最常見是通(tōng)過標準刀柄接口(如BT/HSK/DIN/ISO etc.)安裝在加工中心機床主軸輸出錐孔上,也有通過VDI/BMT等接口安裝在數控車(chē)削中心動力刀(dāo)塔上或重型增速銑頭通過法蘭盤或自動拉緊機構安裝在鏜(táng)銑床上。加工中心安裝主軸增速器時利(lì)用機床(chuáng)原有的主(zhǔ)軸鼻端螺絲,機床結構不需作任何(hé)改動。
主軸增速器有以下常見類型:
1、齒輪式主軸增速器:一般(bān)最高(gāo)轉速可達42000RPM,跳(tiào)動精度一般0.01mm;
2、超(chāo)高(gāo)速氣動增速器:最(zuì)高轉速可達160000RPM,跳動精度一般0.001mm;主(zhǔ)要(yào)有歐洲和日韓產品,一般日韓產品功率很小,隻有幾十瓦,歐洲產品功率可達一千(qiān)瓦(wǎ)以上;
3、電主軸增速器;
主軸增速器(qì)適用的的機器類型(xíng):
主軸增(zēng)速器可以安裝在加工中心、數控車削中心、鏜銑床(chuáng)等(děng)機床上,氣動增速器(氣(qì)動主軸(zhóu))和電動增(zēng)速器還可以安裝(zhuāng)在機器手上。
主軸增速器使得普通加工中心進行高速銑削(xuē)、雕刻加工及孔鑽削成為可能!
安裝(zhuāng)在(zài)加工中心(xīn)上的主軸增速器可(kě)以像一(yī)把特殊功(gōng)能的刀(dāo)具一樣自動換刀!
使用主軸增速(sù)器的主要行業及(jí)必要性:
1、主軸增速器(qì)主(zhǔ)要用於增加機床轉速,使得(dé)高速切削以達到很好的光潔度、精密度和提(tí)高加工效率,常用於精密模具、微電子、醫療器械、精密儀器、航空能源(yuán)等領(lǐng)域;
2、為什麽需要使用增速(sù)器:在使用(yòng)微型銑刀和鑽頭加(jiā)工時, 必須要使(shǐ)用很高的轉速以提高表麵加工質(zhì)量,同時大大提高加工效(xiào)率,如果機床本身的轉速達不到要求時就(jiù)要使用主軸增速(sù)器;另外一般重型鏜(táng)銑床轉速比較(jiào)低,通常會加裝重型主軸增速器(增速銑頭)!
齒輪式主軸增速(sù)器具有以下特點:
1、采用行星機構實現增速,對齒輪(lún)和軸承有非常高的要求;一般都是采用磨削高精度齒(chǐ)輪,每個齒輪都(dōu)需要經(jīng)過最先進齒(chǐ)輪測量機精密測量,保(bǎo)證實(shí)現平穩(wěn)、低噪音、大扭矩、、耐(nài)高溫(wēn)長壽命運行;軸承采用超(chāo)精密軸承和陶瓷(cí)軸承,精度P4以上,預緊裝配,同時采用長壽命(mìng)油脂(zhī)免維護潤滑,降低維護費用;常見(jiàn)的齒輪式主軸增速器最(zuì)大可達42,000RPM ,並且長時間(jiān)運行,特(tè)殊設計不需(xū)要(yào)專門冷卻;
2、齒輪式主軸增速器外殼采用合(hé)金鋼,高剛性和精密(mì)性設計製造,同時必須具有很高的同軸度和動(dòng)平衡性;齒輪增速器由機床主軸傳動並提供動力,安裝時機床不需要作任(rèn)何改動且不需要任(rèn)何其他(tā)附(fù)加的設施如電、液(yè)、氣等,使(shǐ)用非常方便;
3、輸(shū)入:齒輪增速器采用標(biāo)準刀柄接口(BT ISO HSK DIN CAT )與加工中(zhōng)心主軸連接或VDI/BMT與刀塔連接,也可以根據客戶(hù)的要求(qiú)訂製如CAPTO KM ;重(chóng)型係列可采用刀柄配合法蘭聯接;
4、輸出:齒輪增速器標準輸出為的ER彈簧夾頭,重(chóng)型係列為標準刀柄(BTISO HSK DIN CAT等 );
5、齒輪增速器可以實(shí)現自動(dòng)換刀(ATC) 和(hé)主軸中心出(chū)水(一般70bar)或外能轉內冷(MAX 10bar );
6、齒輪增速器由於采(cǎi)用齒輪傳動,有些發熱和噪音在所(suǒ)難免;但歐洲產品一般不像日韓產品那樣需要專門停機冷卻時間;
7、齒(chǐ)輪式(shì)增速器一般跳動精度0.01mm,因而適合1mm以上刀具(jù)加工使用;如果硬質合(hé)金刀具直徑在1mm以下一般不合(hé)適采用(yòng)齒輪式增速器(qì),主要考慮跳動對刀具壽命的影響,因而應該采(cǎi)用氣動增速器(qì),氣動增(zēng)速器跳動精度(dù)一般為1u;
氣(qì)動主(zhǔ)軸增速器特點:
1、氣動增速器使用壓縮空氣為動力,機床主軸不需要旋轉,節(jiē)省了(le)主軸損耗;使用方便,安全可靠;
2、氣動增速器采用高效(xiào)透平馬(mǎ)達,由工廠通常氣源(最大6BAR)驅動,旋轉部件少,發熱小,可以24小時不間歇靜音運行,同時不需(xū)要任何外加潤滑;
3、氣動主(zhǔ)軸增速(sù)器軸承都采用超高精密陶瓷軸承(chéng),精度達P4級以上,預緊裝配;最大轉速可達到160000RPM;
4、輸入:采用模(mó)塊化標準刀柄HSK/BT/ISO/ DIN/CAT;輸出ER-11,一般功率從幾十瓦到一千(qiān)瓦以上;
5、氣動增速器也可以自動換刀(ATC) ;但前提是機床必須有從刀柄中心進氣功能;
6、氣動(dòng)主軸增速器有很高的同軸度,跳動精度一般可(kě)達1u;
特點:
1、電主軸增速器采用標準刀柄接口(BT ISO HSK DIN 法蘭)與機床主軸(zhóu)連接;輸出夾緊係統一般是標準的ER 夾頭;
2、相對於齒輪和氣(qì)動增速器(qì),電動增(zēng)速(sù)器需要電源(yuán)、變(biàn)頻器、冷卻(què)潤滑等裝置,維護比較(jiào)麻煩複雜且昂貴;
一般選(xuǎn)擇齒輪式增速器需要考慮以下因素:
1、機床主軸錐(zhuī)度(如BT50);
2、機床原有最高轉速以及增速後需要達到的最高轉速;
3、常用刀具類型及直徑範圍;
4、是否需要自動換刀ATC;同時考慮換刀路(lù)徑上是否存在幹涉和增速器重量和外形尺寸(cùn)是否在刀(dāo)庫承受範圍內;
5、是否需(xū)要中心出水(shuǐ);
6、由於主軸增速器需要通過(guò)主(zhǔ)軸鼻端原有螺絲安裝定位塊,所以需要檢查機床主(zhǔ)軸鼻端是否有適合安裝(zhuāng)增速器定位塊的螺絲,同時檢查是否有和噴嘴等幹涉;
一般選擇鏜銑床重(chóng)型增(zēng)速器(增速銑頭)需要考(kǎo)慮以下(xià)因素:
1、功率(lǜ)、扭矩、轉速要(yào)求;
2、機(jī)床原有(yǒu)最高轉速(sù)和增速後需要達(dá)到的(de)最高轉速;
2、請考慮增速(sù)銑頭外形長度尺寸要求,因為鏜(táng)銑床增速銑頭安裝時(shí)鏜杆必須複位,也就是說鏜杆的長度不能算在內;如果必須(xū)伸長,可以(yǐ)考(kǎo)慮加裝接長杆;
3、增速銑頭與鏜銑床接口形式,一般為法蘭+刀柄;
4、鏜銑床滑(huá)枕部分與增速銑(xǐ)頭安裝接口部分的尺寸;
5、其他需(xū)要考慮的因(yīn)素,如增速銑頭自動拾取、自動鬆拉刀、是否內冷等;
一般選擇氣動式增速器需(xū)要考慮以(yǐ)下因素:
1、機床主軸錐(zhuī)度(如BT40 , HSK63);
2、要達到(dào)的最高轉(zhuǎn)速要求;
3、常用刀具(jù)類型及直徑大小範圍;
4、氣動增速器不需要定位銷和定位塊固定外殼,因此無需提供(gòng)主軸(zhóu)鼻(bí)端尺寸;
5、其他要求,如自動換刀ATC;如果需要ATC機床主軸必須能中心進氣;同時需要考慮增速器重量和外形尺寸是否在(zài)刀庫(kù)承受範圍內;換刀路徑上是否存在(zài)幹涉;
轉載:數控中國(guó)論壇
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