雅力士高速加工中心在高速主軸技術(shù)的認(rèn)知與技術(shù)積累

        作為高速加工中心最核心的高速主軸技術(shù)一直是雅力士精機研究的重中之重。要實際功能，高速主軸應(yīng)該具有以下具體要求：

 可以在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速，以適應(yīng)機床工作時各種工況和負(fù)載變化的需要。

   具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、效率高、噪聲低、振動小和精度高等特點。

   高速度、高精度、高可靠性。

   高速主軸設(shè)計理論

         雅力士高速主軸技術(shù)與傳統(tǒng)主軸單元的區(qū)別

   高速主軸單元結(jié)構(gòu)

         傳統(tǒng)數(shù)控機床主軸驅(qū)動通常有三種方式：電機經(jīng)過有限級齒輪傳動驅(qū)動主軸的方式，電機經(jīng)過同步帶傳動驅(qū)動主軸的方式，電機直接驅(qū)動主軸的方式。它們分別適用于大、中、小轉(zhuǎn)矩的場合。

　     這幾種傳動方式如果用于高速場合，會出現(xiàn)皮帶打滑，振動和噪聲加大，轉(zhuǎn)動慣量大的缺點，從而影響零件的表面加工質(zhì)量。

       與以上幾種傳統(tǒng)形式的主軸相比，電主軸更易于實現(xiàn)高速化，其動態(tài)精度和穩(wěn)定性更好，可以滿足數(shù)控機床進行高速切削HSC（High-speed cutting）和精密加工的需要。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)的外力作用，電主軸工作時運行更加平穩(wěn)，沒有外來沖擊，主軸軸承承受的動負(fù)荷較小，延長了其精度壽命。

雅力士高速加工中心在電主軸關(guān)鍵技術(shù)上有自己的核心內(nèi)容。具體是：

          一，軸承技術(shù)（公司所用的陶瓷軸承有以下特點：陶瓷軸承的重量輕，陶瓷軸承的穩(wěn)定性好，陶瓷軸承的熱膨脹系數(shù)小，陶瓷的彈性模量高，電主軸的前端采用氣封，保證灰塵、冷卻液等不進入主軸軸承。）

         二、動平衡技術(shù)

        1、高轉(zhuǎn)速→微小不平衡量巨大的離心力→機床的振動→刀具壽命↓→加工質(zhì)量↓

        2、動平衡精度達到ISO標(biāo)準(zhǔn)G0.4級，（在最高轉(zhuǎn)速時，由于殘余動不平衡引起振動的速度最大允許值為0.4mm/s）。

        3、頻譜分析：一倍頻→固定不平衡；二倍頻→裝配不對稱；0.4倍頻→軸承保持架；

      三、潤滑技術(shù)

        油氣潤滑的優(yōu)點：

       （1）可以用在d n 值高達2200000 mm·r/min的滾動軸承的潤滑；

        （2）一直有新鮮的潤滑油；

        （3）潤滑油消耗量小，約為油霧潤滑的10％；

        （4）適用潤滑油的粘性范圍廣；

        （5）不存在象油脂潤滑那樣的使用期限問題；

        （6）簡化軸承密封的要求；

        （7）由于在軸承具有壓縮空氣帶來的壓力，所以防止了外部侵入的污染；

        （8）沒有油霧；

        （9）軸承溫升小，溫度低；

        （10）能量損耗??；

        （11）對每個軸承，可單獨供給它所需的油量。

        溫度控制（冷卻）

  溫度控制

        發(fā)熱源： 定子繞組的銅耗發(fā)熱及轉(zhuǎn)子的鐵損發(fā)熱，其中定子繞組的發(fā)熱占電機總發(fā)熱量的三分之二以上。電機轉(zhuǎn)子在主軸殼體內(nèi)的高速攪動，使內(nèi)腔中的空氣也會發(fā)熱。

        主軸軸承的發(fā)熱也不容忽視，引起軸承發(fā)熱的因素很多，也很復(fù)雜，主要有滾子與滾道的滾動摩擦、高速下所受陀螺力矩產(chǎn)生的滑動摩擦、潤滑油的粘性摩擦等。

        上述各種摩擦?xí)S著主軸轉(zhuǎn)速的升高而加劇，發(fā)熱量也隨之增大，溫升增加，軸承的預(yù)緊量增大，這樣反過來又加劇了軸承的發(fā)熱，再加上主軸電機的熱輻射和熱傳導(dǎo)，所以主軸軸承必須合理潤滑和冷卻，否則，無法保證電主軸高速運轉(zhuǎn)。

       自動拉刀裝置 

       已被DIN標(biāo)準(zhǔn)化的HSK短錐刀柄結(jié)構(gòu)比較適合高速主軸。這種刀柄采用1∶10的錐度，比標(biāo)準(zhǔn)的7/24錐度短，錐柄部分采用薄壁結(jié)構(gòu)，刀柄利用短錐和端面同時實現(xiàn)軸向定位。

        由于短錐嚴(yán)格的公差和具有彈性的薄壁，在拉桿軸向拉力的作用下，短錐會產(chǎn)生一定的收縮，所以刀柄的短錐和法蘭端面較容易與主軸相應(yīng)的結(jié)合面緊密接觸，實現(xiàn)錐面與端面同時定位，因而具有很高的連接精度和剛度。

         當(dāng)主軸高速旋轉(zhuǎn)時，盡管主軸軸端會產(chǎn)生一定程度的擴張，使短錐的收縮得到部分伸張，但是短錐與主軸錐孔仍保持較好的接觸，主軸轉(zhuǎn)速對連接性能影響很小。分伸張，但是短錐與主軸錐孔仍保持較好的接觸，主軸轉(zhuǎn)速對連接性能影響很小。 　

         正因為雅力士精機在電主軸方面的技術(shù)積累與改進，使雅力士高速加工中心電主軸運行穩(wěn)定，質(zhì)量可靠。下一節(jié)我們還將繼續(xù)介紹雅力士生產(chǎn)的高速加工中心進給系統(tǒng)方面的技術(shù)。