高速大功率镗铣类加工中心电主轴开发

从实现电主轴的高速、高加工精度入手,着重从主轴静、动态特性方面利用有限元技术进行仿真分析和样机试验,设计出一种高速电主轴。建立了主轴部件有限元分析模型,包括主轴部件结构简化、单元类型选择及结构剖分、约束条件建立、载荷条件确定、主轴部件上零件附加质量处理。样机实测数据表明,主轴系统静刚度符合设计要求,静态回转精度实测值与设计值相符,实际加工精度符合国标对该类机床主轴系统的要求。     

砂轮接杆对陶瓷电主轴单元动态性能的影响

随着产品加工不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对机床主轴部件的动态特性要求也越来越高,因此对机床主轴部件动态特性分析也显得越来越重要。实验室采用陶瓷球轴承作支承的电主轴做高速精密磨削。在磨削过程中,陶瓷电主轴单元的性能直接关系到主轴能否实现平稳高速、精密加工。砂轮接杆虽然尺寸结构简单,但是对电主轴的动态性能影响很大。文中针对基于PMAC-PC控制下的精密磨床,通过不同转速下电主轴振动信号的傅立叶(FFT)谱,分析了砂轮接杆对陶瓷轴承电主轴单元动态性能的影响。     

高速电主轴的热变形研究

以高速机床电主轴单元为研究对象,研究主轴温升对电主轴精度的影响.通过对电主轴主要热源的分析,应用ANSYS软件对主轴进行建模,研究高速电主轴轴心温度场的分布情况和主轴的变形趋势.在明确主轴产生的热量与热变形量之间关系的基础上,提出针对电主轴热变形量的补偿措施,从而提高高速机床的稳定性,确保主轴精度的保持性.     

电主轴轴承定位结构的改进

电主轴是现代高速数控机床主轴的主要形式.高速加工的高切削速度、高进给速度、高加工精度的特点,对电主轴的性能提出了更高的要求,其性能的优劣在很大程度上决定了整台高速加工机床的加工精度和生产效率.     

涡轮式高转速数控中心主轴单元研究与开发

高性能主轴系统是高转速数控中心机床的核心功能部件之一,是实现高速加工重要的基本单元,机床主轴由内装式电动机直接驱动,实现了机床的“零传动”。本文在数控中心机床电主轴结构现状基础上,分析了电主轴单元的主要组成和融合技术,介绍了电主轴刀具刀柄接口技术的设计方案、提出高转速涡轮式主轴单元不平衡问题的瞬间数据及稳态分析,对涡轮式高转速数控中心主轴单元研究与开发具有独到见解和实践应用。     

电主轴单元热误差半闭环主动控制方法

作为影响数控机床精度稳定性的关键因素,电主轴末端热误差不仅由主轴轴承、电机生成热量引起,更与加工环境温度不稳定性密切相关.为在机床加工状态下并行抑制上述热干扰因素以保证主轴精度稳定性,构建了一种面向电主轴单元热误差的半闭环主动控制方法,该方法基于模糊神经网络-PID主动控制策略对电主轴单元内置循环液供液温度进行动态调整,以实现电主轴单元结构温度稳定性控制与热误差半闭环主动抑制.通过试验证明:该方法可以在22℃～18℃温度缓降工作环境中,将电主轴单元结构温升幅度控制在±0.5℃以内;并且相比于传统循环冷却控制方法,该方法可有效抑制各项主轴热误差(降低比例δx为57.1％,δy为56.9％,δz为34.7％),并放宽了电主轴单元精度稳定性维持对恒温加工环境的要求.     

解密高速电主轴装配工艺

正近年来高速加工技术在我国取得了长足进步,高速机床是实现高速切削的必备硬件。实现高速化关键部件是主轴单元,内嵌式主轴单元即电主轴是实现高速切削的理想结构,它具有高速大功率、高刚度、高回转精度及高平衡精度等特点,但主轴预紧力控制、转子动平衡、轴上各零件配合精度等电主轴装配工艺,决定了电主轴的可靠性。本文以电主轴2SD24(转速:24000r/min功率:4KW频率:800HZ电压:245V电流:13.5V)为例,讨论装配全过程中关     

高速电主轴模态特性分析

高速电主轴作为高速机床的核心部件,其性能直接影响着机床的加工精度。为了研究高速电主轴的模态特性,建立了一种高速电主轴有限元模型。该模型考虑了轴向预紧力、振型形状、离心力和回转力矩对固有频率的影响,同时也考虑了转子分布质量、非线性轴承刚度和主轴旋转运动等因素的影响。利用有限元模型,对某高速电主轴的模态特性进行了分析,由实验结果证明了仿真分析结果的有效性。     

智能化高精密高速电主轴研究探索

正随着微机电器件和通讯技术的发展,主轴智能化越来越引起人们的注意,需要从控制软件和工况监控两方面入手,使主轴能够随时感知工况并能自主地加以调节。智能化和自适应是新一代电主轴的重要特征。尽管自适应机电一体化装置在主轴单元中的应用目前处于研究阶段,但它代表机床主轴单元的未来发展趋势。主轴是机床的心脏,它的性能对机床整体的性能、生产率和加工精度有决定性的影响。装有刀具的主轴又往往是机床静态刚度的薄弱环节和激振源。电主轴智能化领域中,欧洲电     

高速加工机床主轴支承系统的研究

介绍高速加工机床用电主轴的特性及应用现状,分析加工机床电主轴系统的理想结构、陶瓷球轴承、电磁浮轴承、液体动静压轴承的特性及其在高速主轴单元中的应用,并以高速数控随动曲轴磨床的主轴支承系统设计为例,说明如何选用设计合适的高速加工机床主轴支承系统。     

结构紧凑——采用新驱动方案的电主轴装置

主轴装置是机床的核心部件,工件加工的质量和工作速度直接取决于其工作能力和精度。因此电主轴装置在轴单元和驱动机组之间起到一种提高效率的特殊作用。高速加工特别是在钻孔和铣削方面只需通过电主轴便可实现。     

国外高速机床用电主轴概况

高速机床的应用领域正日趋扩大 ,许多切削工序 (如车、磨、钻、铣、镗、扩孔和铰孔等 )相继使用高速机床 ;另一方面 ,几乎任何材料 ,如钢、铸铁、轻金属、有色金属、难加工金属、合金及塑料等都可用高速切削加工方法加工。在高速机床的部件中 ,主轴结构对制品的加工质量和机床加工效率有重要影响。高速机床的主轴结构越来越多地使用电主轴。1　电主轴的支承在生产高速电主轴部件时 ,对其静态、动态稳定性有严格要求。在滚动轴承、静液压轴承、动液压轴承和磁性轴承的基础上 ,可设计以下几种主轴支承。1 .1　径向支承滚动轴承在使用滚动轴承…     

高速陶瓷电主轴的热态特性分析

利用高速陶瓷电主轴热稳态和热瞬态的热力学模型,研究了热态性能对零件加工精度的影响,结合某高速精密加工中心的主轴单元,用有限元计算和分析了温度场及热平衡时间,将结果与实验进行比较,证明其有效性。结果表明:高速陶瓷电主轴在运转时热量主要来源于内置电机的损耗发热和轴承摩擦生热。前后轴承、定子和转子是热量集中处,最高温度出现在转子与定子间间隙处,为62.23℃,需采用良好的散热措施进行散热;精密磨削加工前应提前启动机床,进行10 min的预热,使机床各部件达到热平衡,减少热变形带来的加工误差,提高加工质量。该建模方法以及热力学模型可为高速电主轴的优化设计和研制提供一定的参考。     

高速电主轴热态性能分析

高速机床是实现高速加工的必要条件,高速电主轴是高速机床的关键部件。在高转速下,电主轴会产生热变形,从而严重影响高速机床的加工精度。本文对车铣用电主轴的热态特性利用ANSYS进行了基于热接触理论的有限元分析。最后提出了改进高速电主轴温度场分布的主要措施。     

谐波电流对高速电主轴动态性能的影响

为分析各次谐波对高速电主轴动态性能的影响,根据谐波电流产生的机理,得出谐波电流的等效电路,然后应用迭加原理推导出振荡谐波转矩的计算公式和转速脉动公式,作为分析各阶谐波次数和电源角频率影响高速电主轴转矩和转速脉动幅值的理论依据,由此确定需要抑制的、能对高速电主轴动态性能产生较大影响的谐波阶次;最后应用高速电主轴动态性能测试平台,对高速电主轴在不同转速下的谐波干扰进行试验测试。试验结果表明,主轴转速越低,谐波对转矩和转速脉动幅值的影响越大,需要抑制的谐波次数也相应升高,使得主轴不能在过低的转速下运行,由此限制了主轴的应用范围。     

高速电主轴热态性能分析

高速机床是实现高速加工的必要条件,高速电主轴是高速机床的关键部件.在高转速下,电主轴会产生热变形,从而严重影响高速机床的加工精度.本文对车铣用电主轴的热态特性利用ANSYS进行了基于热接触理论的有限元分析.最后提出了改进高速电主轴温度场分布的主要措施.     

电主轴性能测试方法

随着现代加工向高速化的迅速发展，对机床主轴的要求越来越高，电主轴(又称内装式主轴单元)具有结构紧凑，可做到高速、高精度的特点，可最大限度地满足高速加工的要求，已成为高速加工机床的最重要的功能部件之一，是最有发展前景的主轴部件。目前，电主轴发展很快，其用途已由内圆磨削加工向钻、铣、镗、     

陶瓷轴承电主轴在高速精密磨床中的应用

高速精密磨削要求主轴达到很高的转速,同时对零件加工精度的要求也越来越高。而陶瓷轴承电主轴自身所具有的优点,满足了高速超高速精密加工主轴转速的要求。本文通过本实验室集成的开放式高速精密磨床,介绍了电主轴的PLC控制,并通过主轴振动实验说明了陶瓷电主轴在高速精密机床上应用的优越性。     

高速主轴单元的研究开发与应用

由北京机床研究所和洛阳轴承研究所承担的“高速主轴单元的研究开发与应用”课题，解决了高速主轴单元的结构设计、分析、精密加工工艺、动平衡、装配调试，试验等一系列关键技术，并对高速主轴单元的应用技术进行研究。所开发的内装式电机的主轴单元（电主轴）和分离传动式高速主轴单元，主要技术性能指标与国外同类技术产品相比功能相当，静态精度高于或等同于同行业的标准。     

高速电主轴运行状态评价指标体系的建立与分析

高速电主轴单元作为高精密机床的核心功能部件,其运行状态直接影响机床的加工性能,掌握高速主轴单元的实时运行情况对于提高数控机床的加工效率、合理安排设备维护和延长设备使用寿命都具有非常重要的实际意义。通过建立层次型的评价指标体系,对电主轴运行状态影响因素指标进行模型简化。采用层次分析法确定各个影响指标的权重,来表征不同因素对电主轴状态的影响程度,最后结合综合指数对电主轴运行状态进行量化评价。以100MD60Y4型电主轴为例进行实验验证,获取综合评价指数,可以实现对运行状态的等级划分,通过监测影响因素的评价指数能够对运行状态劣化原因进行追溯,为合理安排检修和缩短维护时间提供了理论支持,证明了电主轴运行状态评价指标模型的有效性和可行性。