做主軸用什麼機床

『壹』 數控車床主軸的種類

數控車床按主軸位置分類，可分為立式數控車床和卧式數控車床。
數控車床的分類
數控車床可分為卧式和立式兩大類。卧式車床又有水平導軌和傾斜導軌兩種。檔次較高的數控卧車一般都採用傾斜導軌。按刀架數量分類，又可分為單刀架數控車床和雙刀架數控車，前者是兩坐標控制，後者是4坐標控制。雙刀架卧車多數採用傾斜導軌。 數控車床與普通車床一樣，也是用來加工零件旋轉表面的。一般能夠自動完成外圓柱面、圓錐面、球面以及螺紋的加工，還能加工一些復雜的回轉面，如雙曲面等。車床和普通車床的工件安裝方式基本相同，為了提高加工效率，數控車床多採用液壓、氣動和電動卡盤。 數控車床的外形與普通車床相似，即由床身、主軸箱、刀架、進給系統壓系統、冷卻和潤滑系統等部分組成。數控車床的進給系統與普通車床有質的區別，傳統普通車床有進給箱和交換齒輪架，而數控車床是直接用伺服電機通過滾珠絲杠驅動溜板和刀架實現進給運動，因而進給系統的結構大為簡化。
數控車床品種繁多，規格不一，可按如下方法進行分類。
按車床主軸位置分類
(1)立式數控車床 立式數控車床簡稱為數控立車，其車床主軸垂直於水平面，一個直徑很大的圓形工作台，用來裝夾工件。這類機床主要用於加工徑向尺寸大、軸向尺寸相對較小的大型復雜零件。
(2)卧式數控車床 卧式數控車床又分為數控水平導軌卧式車床和數控傾斜導軌卧式車床。其傾斜導軌結構可以使車床具有更大的剛性，並易於排除切屑。
按加工零件的基本類型分類
(1)卡盤式數控車床 這類車床沒有尾座，適合車削盤類(含短軸類)零件。夾緊方式多為電動或液動控制，卡盤結構多具有可調卡爪或不淬火卡爪(即軟卡爪)。
(2)頂尖式數控車床 這類車床配有普通尾座或數控尾座，適合車削較長的零件及直徑不太大的盤類零件。 按刀架數量分類
(1)單刀架數控車床 數控車床一般都配置有各種形式的單刀架，如四工位卧動轉位刀架或多工位轉塔式自動轉位刀架。
(2)雙刀架數控車床 這類車床的雙刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。
按功能分類
（1）經濟型數控車床 採用步進電動機和單片機對普通車床的進給系統進行改造後形成的簡易型數控車床，成本較低，但自動化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用於要求不高的回轉類零件的車削加工。
（2）普通數控車床 根據車削加工要求在結構上進行專門設計並配備通用數控系統而形成的數控車床，數控系統功能強，自動化程度和加工精度也比較高，適用於一般回轉類零件的車削加工。這種數控車床可同時控制兩個坐標軸，即X軸和Z軸。
（3）車削加工中心 在普通數控車床的基礎上，增加了C軸和動力頭，更高級的數控車床帶有刀庫，可控制X、Z和C三個坐標軸，聯動控制軸可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由於增加了C軸和銑削動力頭，這種數控車床的加工功能大大增強，除可以進行一般車削外可以進行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉中心的孔和徑向孔的鑽削等加工， 其它分類方法按數控系統的不同控制方式等指標，數控車床可以分很多種類，如直線控制數控車床，兩主軸控制數控車床等;按特殊或專門工藝性能可分為螺紋數控車床、活塞數控車床、曲軸數控車床等多種。

『貳』 主軸外圓車削需要用哪些機床設備

通常劃分為粗車、半精車和精車三個工序。粗車是為切除大部分餘量；半精車是為修整預備熱處理後的變性；精車則是為進一步使各表面在磨削前具有一定的精度和餘量。因此，車削加工的主要問題是提高生產率，在不同生產類型時採用的設備是：
（1）單間削皮生產：卧式車床。
（2）成批生產：卧式車床附加液壓仿形刀架或液壓仿形車床。
（3）大批大量生產：廣泛採用液壓仿形車床，也可採用多刀半自動車床。
由於液壓仿形車床實現了車削加工半自動化，更換靠模、調整刀具較簡單，減輕了勞動強度，提高了生產率，因此在主軸的成批生產中是經濟的。採用液壓仿形刀架可使卧式車床充分發揮效能，裝卸操作方便，生產成本較低，但是加工精度不夠穩定，不宜強力切削，需要進一步提高精度和剛性。用工件本身作為靠模時，液壓仿形刀架也可用於小批生產。使用多刀半自動車床可以大大縮短切削行程和機動時間，提高生產率，但刀具調整費時，故主要應用於大量生產。

『叄』 數控車床主軸電機如何選擇

數控車床主軸電機的選擇：

一、數控機床的主軸系統和進給系統有很大的差別。根據數控機床主傳動的工作特點，早期的數控機床主軸傳動全部採用三相非同步電動機加上多級變速箱的結構。隨著技術的不斷發展，機床結構有了很大的改進，從而對主軸系統提出了新的要求，而且因用途而異。在數控機床中，數控車床佔42％，數控鑽鏜銑床佔33％，數控磨床、沖床佔23％，其他只佔2％。

數控機床使用的主軸驅動系統，可分為直流主軸驅動系統和交流主軸驅動系統兩大類。下面根據這兩大類主軸驅動系統的特點來選擇主軸驅動系統：

1、直流主軸驅動系統得特點

在數控機床高速,高效,高精度的控制要求,使得FANUC直流主軸驅動與通常的速度自動調節系統相比有以下特點:

（1）調速范圍寬,採用FANUC主軸驅動的數控機床,在機械結構方面，小型機床通常採用電機與主軸直接或皮帶變速的結構形式、中、大型機床通常只設置高,低速兩級簡單的機械變速機構，因此，主軸電動機的調速必須全部依賴主軸驅動器進行控制。為保證數控機床的加工范圍,使加工工藝相對集中，並達到理想的切削效果，主軸驅動器必須實現無級變速，且具有教寬的調速范圍。

（2）在結構上，FANUC直流主軸電動機為全封閉的結構形式，可以在有塵埃和切削液飛濺的工業環境中使用。

（3）在冷卻系統上，為了縮小體積，提高效率，FANUC主軸電動機採用了特殊法人熱管冷卻系統，可以將轉子產生的熱量迅速的向外界發散。

（4）在磁路設計上，為了使電機發熱最小，FANUC煮粥電動機定子採用了獨特的附加磁極，以減小損耗，提高了效率。

2、交流主軸驅動系統

（1）由於驅動系統採用了微處理器和現代控制理論進行控制，系統運行平穩，振動和噪音小，並且可以獲得較大的調速范圍和較高的低速轉矩，可以較方便地與數控機床相配套。

（2）較大功率驅動系統採用了難度較大的「回饋制動」技術，在制動時，既可將電動機能量反饋回電網，起到節能的效果，又可以加快起、制動速度。

（3）驅動器具有D／A轉換器、實際轉速／轉矩信號輸出、電氣主軸「定向准停」等功能，可以方便地與各類CNC配套。

（4）電機採用無外殼結構，定子硅鋼片直接進行空氣冷卻，可以在浮塵、切削液飛濺的場合安全、可靠地工作。

（5）與直流電機相比，由於交流主軸電機在結構上無換向器，主軸電機通常不需要進行維修。

（6）主軸低年級轉速的提高不受換向器的限制，最高轉速通常比直流主軸低年級更高。

（7）主軸電機的冷卻空氣由前端向後流動，可以有效減少電機發熱對機床精度的影響。

二、選擇電機：

通過上面兩種主軸驅動系統的比較，交流主軸電動機在工作環境，冷卻系統和調速范圍上都優於直流主軸驅動系統，故根據在這些方面的優勢本設計的主軸驅動系統採用交流主軸驅動系統．

其選用的交流主軸電機的參數如下：

5.5kW數控車床，電動機參數：

額定功率：5.5kW，額定頻率：50Hz,

額定電壓：380V，額定電流：11A，

額定轉速：1440r/min機械傳動比：1：1.5

加工材料：45#鋼

實際測試性能指標：（進刀性能及速度）

1、主軸轉速：200r/min（變頻器運行頻率9～10Hz）

2、主軸轉速：450r/min（變頻器運行頻率22Hz左右）

『肆』 數控機床高速主軸是什麼，有什麼選擇要求

高速電主軸是最近幾年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術。高速數控機床主傳動系統取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內裝式電動機直接驅動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的「零傳動」。這種主軸電動機與機床主軸「合二為一」的傳動結構形式，使主軸部件從機床的傳動系統和整體結構中相對獨立出來，因此可做成「主軸單元」，俗稱「電主軸」。
高速電主軸所融合的技術：
電主軸是最近幾年在數控機床領域出現的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術，它與直線電機技術、高速刀具技術一起，將會把高速加工推向一個新時代。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內置編碼器、換刀裝置。
高速電主軸所融合的技術：
高速軸承技術：電主軸通常採用復合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽命是傳統軸承的幾倍；有時也採用電磁懸浮軸承或靜壓軸承，內外圈不接觸，理論上壽命無限；
高速電機技術：電主軸是電動機與主軸融合在一起的產物，電動機的轉子即為主軸的旋轉部分，理論上可以把電主軸看作一台高速電動機。關鍵技術是高速度下的動平衡；
潤滑：電主軸的潤滑一般採用定時定量油氣潤滑；也可以採用油脂潤滑，但相應的速度要打折扣。所謂定時，就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量，就是通過一個叫定量閥的器件，精確地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑，指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要，太少，起不到潤滑作用；太多，在軸承高速旋轉時會因油的阻力而發熱。
冷卻裝置：為了盡快給高速運行的電主軸散熱，通常對電主軸的外壁通以循環冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內置脈沖編碼器：為了實現自動換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內置一脈沖編碼器，以實現准確的相角控制以及與進給的配合。
自動換刀裝置：為了應用於加工中心，電主軸配備了自動換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸等；
高速刀具的裝卡方式：廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實踐證明不適合於高速加工。這種情況下出現了HSK、SKI等高速刀具。
高頻變頻裝置：要實現電主軸每分鍾幾萬甚至十幾萬轉的轉速，必須用一高頻變頻裝置來驅動電主軸的內置高速電動機，變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。
高速主軸的優勢分析：
在高速主軸單元中，由於機床既要進行粗加工，也要進行精加工，因此對主軸單元提出了較高的靜剛度和工作精度的要求。另外，高速機床主軸單元的動態特性也在很大程度上決定或者制約了機床的價格質量和切削能力。當切削過程出現較大的在振動時，會使刀具出現劇烈的磨損或破損，也會增加主軸軸承所承受的動載荷，降低軸承的精度和壽命，影響加工精度和表面質量。因此，主軸單元應具有較高的抗振性。
相比一般的傳統主軸，電主軸將電機內置，傳動上摒棄了皮帶和齒輪，在高速運轉情況下，很好的解決了振動和雜訊問題，提高了機床的加工精度和加工表面粗糙度，可以最快地實現較高的速度變化，即主軸回轉時要具有極大的角加速度，這極大的提高了生產效率。
用在高精度機床上的電主軸，不但要求主軸轉速高，而且要求其旋轉精度也高、並且振動小。因此，在電主軸的設計階段，必須對它進行動力學特性分析，以確定其各階臨界轉速和各階振型。對於高速軸系，其轉子動力學性能的分析和設計是直接決定主軸性能設計的一項重要內容。主軸的轉子動力學性能如何，對整台機床能否實現高速加工以及加工精度、主軸軸承的壽命和其它關鍵部件的正常工作等方面都有著至關重要的影響。另外，陶瓷角接觸球軸承具有製造精度高、極限轉速高、承載能力強，能同時承受徑向和軸向載荷等特點而被廣泛地應用於高速機床主軸的支承中。軸承內部各元件的運動及所受載荷比較復雜，特別是高速球軸承中，離心力和陀螺力矩作用的結果使軸承的運轉狀態發生變化，影響到軸承的變形與載荷關系特性，從而影響到球軸承支撐的轉子系統的動力學性能。
高速主軸電機的轉速選擇：
高速主軸電機，不管輕金屬加工還是重金屬加工，其的選擇都根據加工材料的本質來選擇轉速。加工密度高的材料之所以要選擇24000~60000轉，是因為材料密度高，硬度強，低轉速加工會造成出行毛邊，表面不光滑等現象。加工低密度的材料之所以選擇3000~24000轉的，是因為高轉速對低密度材料來說有造成拉裂的危險等因素。
高速主軸的變速方式：
1、無級變速
數控機床一般採用直流或交流主軸伺服電動機實現主軸無級變速。
交流主軸電動機及交流變頻驅動裝置（籠型感應交流電動機配置矢量變換變頻調速系統），由於沒有電刷，不產生火花，所以使用壽命長，且性能已達到直流驅動系統的水平，甚至在雜訊方面還有所降低。因此，目前應用較為廣泛。
主軸傳遞的功率或轉矩與轉速之間的關系。當機床處在連續運轉狀態下，主軸的轉速在437~3500r/min范圍內，主軸傳遞電動機的全部功率11kW，為主軸的恆功率區域Ⅱ（實線）。在這個區域內，主軸的最大輸出扭矩（245N.m）隨著主軸轉速的增高而變小。主軸轉速在35~437r/min范圍內，主軸的輸出轉矩不變，稱為主軸的恆轉矩區域Ⅰ（實線）。在這個區域內，主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉速的降低而減小。圖中虛線所示為電動機超載（允許超載30min）時，恆功率區域和恆轉矩區域。電動機的超載功率為15kW，超載的最大輸出轉矩為334N.m。
2、分段無級變速
數控機床在實際生產中，並不需要在整個變速范圍內均為恆功率。一般要求在中、高速段為恆功率傳動，在低速段為恆轉矩傳動。為了確保數控機床主軸低速時有較大的轉矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速。
高速主軸的潤滑方式：
高速主軸的主軸軸承常見的潤滑方式有脂潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑、噴射潤滑及環下潤滑等。
脂潤滑不需任何設備，是低速主軸普遍採用的潤滑方式。dn值在1.0×106以上的主軸，多採用油潤滑的方式。
油霧潤滑是將潤滑油(如透平油)經壓力空氣霧化後對軸承進行潤滑的。這種方式實現容易，設備簡單，油霧既有潤滑功能，又能起到冷卻軸承的作用，但油霧不易回收，對環境污染嚴重，故逐漸被新型的油氣潤滑方式所取代。
油氣潤滑是將少量的潤滑油不經霧化而直接由壓縮空氣定時、定量地沿著專用的油氣管道壁均勻地被帶到軸承的潤滑區。潤滑油起潤滑的作用，而壓縮空氣起推動潤滑油運動及冷卻軸承的作用。油氣始終處於分離狀態，這有利於潤滑油的回收，而對環境卻沒有污染。實施油氣潤滑時，一般要求每個軸承都有單獨的油氣噴嘴，對軸承噴射處的位置有嚴格的要求，否則不易保證潤滑效果，油氣潤滑的效果還受壓縮空氣流量和油氣壓力的影響。一般地講，增大空氣流量可以提高冷卻效果，而提高油氣壓力，不僅可以提高冷卻效果，而且還有助於潤滑油到達潤滑區，因此，提高油氣壓力有助於提高軸承的轉速。
實驗表明，加大壓力比採用常規壓力進行油氣潤滑可使軸承的轉速提高20%。噴射潤滑是直接用高壓潤滑油對軸承進行潤滑和冷卻的，功率消耗較大，成本高，常用在dn值為2.5×106以上的超高速主軸上。
環下潤滑是一種改進的潤滑方式，分為環下油潤滑和環下油氣潤滑。實施環下油或者油氣潤滑時，潤滑油或油氣從軸承的內圈噴入潤滑區，在離心力的作用下潤滑油更易於到達軸承潤滑區，因而比普通的噴射潤滑和油氣潤滑效果好，可進一步提高軸承的轉速，如普通油氣潤滑，角接觸陶瓷球軸承的dn值為2.0×106左右，採用加大油氣壓力的方法可將dn值提高到2.2×106，而採用環下油氣潤滑則可達到2.5×106。