
數(shù)控機(jī)床主軸的作用到底有多重要呢?這個(gè)問(wèn)題只能夠這么回答,沒(méi)有主軸的加工中心、數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床就好比是飛機(jī)沒(méi)有機(jī)翼、汽車(chē)沒(méi)有輪子、輪船沒(méi)有螺旋槳,因?yàn)橹鬏S是數(shù)控機(jī)床主工作形勢(shì),正是主軸的旋轉(zhuǎn)才有了機(jī)床加工的定義。
主軸對(duì)于數(shù)控機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)、提高機(jī)床性能方面的作用
(1)實(shí)現(xiàn)某些高檔數(shù)控機(jī)床的特殊要求:有些高檔數(shù)控機(jī)床,如并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床、五面體加工中心、小孔和超小孔加工機(jī)床等,必須采用電主軸,方能滿(mǎn)足完善的功能要求。
(2)改善機(jī)床性能,提高可靠性:采用電主軸結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床,由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,傳動(dòng)、連接環(huán)節(jié)減少,因此提高了機(jī)床的可靠性;技術(shù)成熟、功能完善、性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠的電主軸功能部件使機(jī)床的性能更加完善,可靠性得以進(jìn)一步提高。
(3)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),促進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化:電主軸可以根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)等特征形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品,供主機(jī)選用,從而促進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化。
(4)降低機(jī)床成本,縮短機(jī)床研制周期:一方面,標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的電主軸產(chǎn)品易于形成專(zhuān)業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)功能部件的低成本制造。
另一方面,采用主軸后,機(jī)床結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化和模塊化,也有利于降低機(jī)床成本。此外,還可以縮短機(jī)床研制周期,適應(yīng)目前快速多變的市場(chǎng)趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床主軸部件的精度、剛度和熱變形對(duì)加工質(zhì)量有直接影響。由于加工過(guò)程中不對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行人工調(diào)整,因此這些影響就更為嚴(yán)重。 目前數(shù)控機(jī)床的主軸主要有三種型式。
1、前后支撐采用不同軸承:前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和60°角接觸雙列向心推力球軸承組合,后支撐采用成對(duì)向心推力球軸承。此配置形式使主軸的綜合剛度大幅度提高,可以滿(mǎn)足強(qiáng)力切屑的要求,因此普遍應(yīng)用于各類(lèi)數(shù)控機(jī)床。
2、前軸承采用高精度雙列向心推力球軸承:向心推力球軸承高速時(shí)性能良好,主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min。但是,它的承載能力小,因而適用于高速、輕載和緊密的數(shù)控車(chē)床。
3、雙列和單列圓錐滾子軸承:這種軸承徑向和軸向剛度高,能承受重載荷,尤其能承受較強(qiáng)的動(dòng)載荷,安裝與調(diào)整性能也好。但是,這種軸承限制了主軸的最高轉(zhuǎn)速和精度,因此使用中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床。在主軸的機(jī)構(gòu)上,要處理好卡盤(pán)和刀架的裝夾、主軸的卸荷、主軸軸承的定位和間隙調(diào)整、主軸部件的潤(rùn)滑和密封以及工藝上的其他一系列問(wèn)題。
為了盡可能減少主軸部件溫升熱變形對(duì)機(jī)床工作精度的影響,通常利用潤(rùn)滑油的循環(huán)系統(tǒng)把主軸部件的熱量帶走,使主軸部件與箱體保持恒定的溫度。在某些數(shù)控鏜、銑床上采用專(zhuān)用的制冷裝置,比較理想的實(shí)現(xiàn)了溫度控制。近年來(lái),某些數(shù)控機(jī)床的主軸軸承采用高級(jí)油脂,用封入方式進(jìn)行潤(rùn)滑,每加一次油脂可以使用7年至10年。為了使?jié)櫥秃陀椭恢禄旌?,通常采用迷宮密封方式。對(duì)于數(shù)控車(chē)床主軸,因?yàn)樵谒膬啥税惭b著結(jié)構(gòu)笨重的動(dòng)力卡盤(pán)和夾緊油缸,所以主軸剛度必須進(jìn)一步提高,并應(yīng)設(shè)計(jì)合理的連接端,以改善動(dòng)力卡盤(pán)與主軸端度的連接剛度。