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精密主轴是高速精密加工中心中主要的核心部件之一

来源:http://www.lymoke.com/news/316.html发布时间:2021-10-12

精密主轴是高速精密加工中心中最主要的核心部件之一,决定着高速精密加工中心的可靠性。高速精密电主轴自身的精度要求为μm级,比如主轴锥孔对轴径的径向跳动跟部为0.002mm,距主轴端面300mm处0.005mm,主轴支撑轴径圆度为0.001~0.002,主轴轴径精度等级为IT2级等。电主轴自身的精度误差和微量的变形是控制的关键,因此,电主轴加工技术应从热处理方式、加工工艺方案、检测方法、装配工艺和运转试验等方面研究。主轴材料选用12CrNi3合金渗碳钢,其在淬火低温回火或高温回火后都具有良好的综合力学性能,且低温韧性高、缺口敏感性低、切削加工性能良好、退火后硬度低、塑性好;采用锻造毛坯,热处理方法为:锻造后进行正火处理→出车后进行高温时效处理→主轴轴颈、主轴7∶24锥孔进行渗碳处理,渗碳层深度为1.7mm→主轴轴颈、主轴7∶24锥孔进行淬火处理,淬火硬度为HRC59,并进行主轴热处理、切片实验→进行喷砂处理(左端凸键部分和各空刀槽处喷细砂)→主轴粗磨后进行油中定性处理→电主轴锭子加热和主轴进行热装配。


内藏式高速电主轴的结构特点决定了主轴加工工艺的特殊性。为了避免电主轴在热装转子过程中发生热变形而造成回转精度损失或因装配误差而造成主轴转子组件不平衡,电主轴转子必须先与机床主轴装配在一起,再进行精加工。

主轴各轴径、内孔(包括锥孔)留精磨量,上芯轴,找正:按转子内径实测值配磨外圆,要求过盈量在0.07~0.09mm的范围内。

将平衡盘和转子与主轴一起热装,并热装电机转子:将平衡盘与转子一同加热(加热温度为180~200℃,并保温1h,将转子从加热炉中取出时,必须确认转子的温度是否在允许加热的温度范围内);将主轴提前垂直安放在平台上的支撑具上,加热后的平衡套、主轴转子和平衡盘依次热装至主轴上(待工件冷却后转机加);半精磨、精磨转子(含平衡盘)、主轴内孔、轴颈和7∶24锥孔(7∶24锥孔要在轴线A—B基准的径向跳允差主轴端面处0.0015mm,距主轴端300mm处0.004mm)。

电主轴部件的组装工艺:内藏式高速电主轴的高转速达12000rpm,采用前端完全固定,后端浮动的轴承支承方式,其总装配图如图1所示。前端四列背对背前角接触球轴承,主轴的径向和轴向全部固定,后端选用圆柱滚子轴承,轴承内圈、滚子可与主轴一起沿着外圈滚道作轴向移动,减小了热伸长对主轴的影响,精度保持性好。根据设计特点,装配中要解决的关键问题是轴承预紧力、前后轴承的温升、主轴的动平衡、定子和冷却套的热装、油气润滑装置和冷却套的防漏等,并确定装配工艺规范。

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