I henhold til definisjonen i GB/T 12204-2010 er spindelboksen en boksformet komponent som huser spindelen. Spindelboksen er en viktig komponent i maskinverktøyet. Den brukes til å arrangere maskinverktøyets arbeidsspindel, dens transmisjonsdeler og tilsvarende tilleggsmekanismer. Spindelboksen er en kompleks transmisjonskomponent, inkludert spindelenheten, reverseringsmekanismen, transmisjonsmekanismen, bremseanordningen, betjeningsmekanismen og smøreanordningen. Hovedfunksjonen er å støtte spindelen og rotere den for å realisere funksjonene for start, bremsing, hastighetsendring og reversering av spindelen.
(Denne artikkelen er valgt fra kapittel 2, seksjon 3 i "Machining Center Selection Guide" Spindelboksen til Machining Center)
Spindelkomponenten til maskineringssenteret er sammensatt av spindelkraft, transmisjon og spindelkomponenter. Det er en av de viktige utførelseskomponentene i formingsbevegelsen til maskineringssenteret. Derfor kreves det at spindelkomponenten til maskineringssenteret har høy driftsnøyaktighet, langsiktig nøyaktighet og langsiktig drift. nøyaktighet stabilitet.
Maskineringssentre brukes vanligvis som presisjonsmaskinverktøy, og kjørenøyaktigheten til spindelkomponentene bestemmer maskinverktøyets nøyaktighet. Det er generelt to metoder for å vurdere driftsnøyaktigheten til maskinverktøy: statisk inspeksjon og dynamisk inspeksjon. Statisk inspeksjon refererer til å teste utløpet av hver posisjoneringsflate og arbeidsflate til spindelkomponenten når spindelen roteres med lav hastighet eller manuelt. Dynamisk inspeksjon krever bruk av visse instrumenter for å teste rotasjonsnøyaktigheten til spindelen ved bruk av berøringsfrie deteksjonsmetoder ved nominell hastighet til maskinverktøyspindelen. Siden maskineringssentre vanligvis har automatiske verktøyskiftefunksjoner, og verktøyene strammes av en strammemekanisme installert inne i spindelen til maskineringssenteret gjennom en spesiell verktøyholder, må rotasjonsnøyaktigheten til spindelen ta hensyn til feilen forårsaket av maskineringsfeilen til maskinen. verktøyholderens posisjoneringsflate.
1. Krav som hovedoverføringssystemet skal oppfylle
Maskineringssenteret er et CNC-maskinverktøy med sterk allsidighet, bredt bruksområde og høy prosesseringseffektivitet. Derfor må hovedtransmisjonssystemet oppfylle fire krav: For det første har det et bredt hastighetsområde; for det andre har den ikke bare tilstrekkelig kraft og dreiemoment, men kan også oppfylle kravene til å opprettholde konstant kraft under høyhastighetsforhold (over den beregnede hastigheten) og opprettholde konstant dreiemoment under lavhastighetsforhold (under den beregnede hastigheten); for det tredje bør komponentene i spindelboksen ha tilstrekkelig styrke, stivhet og vibrasjonsmotstand; fjerde, drift Glatt og lavt støynivå.
2. Typisk struktur av spindelboks og elektrisk spindel
1. Typisk struktur for spindelboks
(1) Ett-trinns poly-V-remdrev spindelboks. Hovedmotoreffekten til spindelboksen er under 7,5 kW. Det første trinns poly-V-beltet (kompositt-V-beltet) transmisjonsform brukes ofte. Hovedmotoren går gjennom et par poly-V-remskiver og en poly-V-rem. Beltet er koblet til hovedakselen, og en hastighetsreduksjonsoverføringsmetode brukes for å øke dreiemomentet.
(2)) Girtransmisjonens spindelboks bruker vanligvis en førstetrinns ekspansjonsgruppe for å øke hastighetsområdet og forbedre dreiemomentet ved lav hastighet. Siden det kun er to gir, høyt og lavt, er overføringsmekanismen relativt enkel.
(3) Direktekoblet spindelboks Direktekoblet spindelboks refererer til en spindelboks der spindelmotoren og spindelen er direkte koblet sammen. Det er to direkte koblingsmetoder for direktekoblede spindelbokser: den ene er at hovedmotoren kobles til spindelen gjennom en kobling; den andre er at hovedmotoren er laget om til en spindelboks, rotoren er utformet som en spindel, og statoren er installert i spindelboksen Inside.
2. Elektrisk spindel
Maskinspindelen refererer til aksen på maskinverktøyet som driver arbeidsstykket eller verktøyet til å rotere. Den består vanligvis av en spindel, lagre og transmisjonsdeler (tannhjul eller trinser). Med den raske utviklingen og forbedringen av elektrisk overføringsteknologi, har den mekaniske strukturen til hovedoverføringssystemet til høyhastighets CNC-maskinverktøy blitt kraftig forenklet, og trinseoverføring og giroverføring er eliminert. Maskinspindelen drives direkte av en innebygd motor. Denne transmisjonsstrukturen der spindelmotoren og maskinverktøyspindelen er "kombinert til en" kalles en "elektrisk spindel". Det gjør spindelkomponentene uavhengige av maskinens overføringssystem og overordnede struktur.
Den elektriske spindelen har ikke bare fordelene med kompakt struktur, lav vekt, liten treghet, lav støy og rask respons, men har også høy rotasjonshastighet og høy effekt, noe som kan forenkle utformingen av maskinverktøy og lette spindelposisjonering. Det er en ideell struktur i høyhastighets spindelenheter. Det elektriske spindellageret tar i bruk høyhastighets lagerteknologi, er slitesterkt og varmebestandig, og har en levetid som er flere ganger så lang som tradisjonelle lagre. Figur 2-26 viser den faktiske elektriske spindelen.
bilde
Figur 2-26 Faktisk elektrisk spindel
Tabell 2-2 viser parametrene til den elektriske spindelen til et bestemt merke maskineringssenter. Som det fremgår av tabellen, avhengig av bearbeidingsmaterialer og prosesser, kan samme modell av maskineringssenter bruke elektriske spindler med forskjellige hastigheter og dreiemoment. Fremveksten av dual-spindel eller til og med multi-akse maskineringssentre har ytterligere forbedret prosesseringseffektiviteten til maskineringssentre.
Tabell 2-2 Elektriske spindelparametere for en bestemt type maskineringssenter
bilde
Motoriserte spindler krever ofte forskjellige medier for å fungere. For eksempel må komprimert luft innføres for å oppnå lufttetting av spindelen, kjølevann må innføres for å avkjøle det indre av spindelen, og hydraulikkolje må innføres for å oppnå fastklemming av verktøyholderen. Derfor er nøkkelkomponenten i rotasjonsleddet nødvendig for å passere mediet ved den bakre enden av den roterende spindelen. Figur 2-27 viser selve rotasjonsleddet.
bilde
Figur 2-27 Faktisk roterende ledd
Prinsippet for rotasjonsleddet er vist i figur 2-28. Mediet passerer gjennom de faste rørledningene P1 og P2 inn i komponenten 2 av rotasjonsskjøten. Komponenten 2 forblir fast, og komponenten 1 kan rotere med hovedakselen. Både komponent 1 og 2 kan realiseres. Passasje av medium kan sikre god tetting. Denne typen roterende ledd er mye brukt i forskjellige typer spindler. Det er verdt å merke seg at på grunn av utløp i den bakre enden av spindelen, vil denne delen bli skadet etter en tids bruk. Hvis selve spindelen har et stort utløp, vil det fremskynde skaden på det roterende leddet.
