Volgens de definitie in GB/T 12204-2010 is de spilkast een doosvormig onderdeel waarin de spil is ondergebracht. De spilkast is een belangrijk onderdeel van de werktuigmachine. Het wordt gebruikt om de werkspindel van de werktuigmachine, de transmissieonderdelen en de bijbehorende extra mechanismen te regelen. De spilkast is een complex transmissiecomponent, inclusief het spilsamenstel, het omkeermechanisme, het transmissiemechanisme, het remapparaat, het bedieningsmechanisme en het smeerapparaat. De belangrijkste functie is het ondersteunen van de spil en het draaien ervan om de functies van starten, remmen, snelheidsverandering en omkeren van de spil te realiseren.
(Dit artikel is geselecteerd uit hoofdstuk 2, sectie 3 van de "Selectiehandleiding bewerkingscentrum" De spilkast van het bewerkingscentrum)
De spilcomponent van het bewerkingscentrum bestaat uit spilvermogen, transmissie en spilcomponenten. Het is een van de belangrijke uitvoeringscomponenten van de vormbeweging van het bewerkingscentrum. Daarom moet de spilcomponent van het bewerkingscentrum een hoge bedrijfsnauwkeurigheid, nauwkeurigheidsbehoud op de lange termijn en een langdurige werking hebben. nauwkeurigheid stabiliteit.
Bewerkingscentra worden meestal gebruikt als precisiewerktuigmachines, en de loopnauwkeurigheid van de spilcomponenten bepaalt de bewerkingsnauwkeurigheid van de werktuigmachine. Er zijn over het algemeen twee methoden om de bedrijfsnauwkeurigheid van werktuigmachines te beoordelen: statische inspectie en dynamische inspectie. Statische inspectie heeft betrekking op het testen van de slingering van elk positioneringsoppervlak en werkoppervlak van de spilcomponent wanneer de spil op lage snelheid of handmatig wordt gedraaid. Dynamische inspectie vereist het gebruik van bepaalde instrumenten om de rotatienauwkeurigheid van de spil te testen met behulp van contactloze detectiemethoden bij het nominale toerental van de spil van de werktuigmachine. Omdat bewerkingscentra meestal automatische gereedschapswisselfuncties hebben en de gereedschappen worden vastgezet door een spanmechanisme dat in de spil van het bewerkingscentrum is geïnstalleerd via een speciale gereedschapshouder, moet bij de rotatienauwkeurigheid van de spil rekening worden gehouden met de fout die wordt veroorzaakt door de bewerkingsfout van de positioneringsoppervlak voor gereedschapshouders.
1. Eisen waaraan het hoofdtransmissiesysteem moet voldoen
Het bewerkingscentrum is een CNC-bewerkingsmachine met een grote veelzijdigheid, een breed toepassingsbereik en een hoge verwerkingsefficiëntie. Daarom moet het hoofdtransmissiesysteem aan vier eisen voldoen: ten eerste heeft het een breed snelheidsbereik; ten tweede heeft het niet alleen voldoende vermogen en koppel, maar kan het ook voldoen aan de eisen van het handhaven van een constant vermogen onder hoge snelheidsomstandigheden (boven de berekende snelheid) en het handhaven van een constant koppel onder lage snelheidsomstandigheden (onder de berekende snelheid); ten derde moeten de componenten van de spilkast voldoende sterkte, stijfheid en trillingsweerstand hebben; ten vierde, bediening Soepel en laag geluidsniveau.
2. Typische structuur van de spilkast en elektrische spil
1. Typische structuur van de spilkast
(1) Eentraps spindelkast met poly-V-riemaandrijving. Het hoofdmotorvermogen van de spindelkast bedraagt minder dan 7,5 kW. Vaak wordt gebruik gemaakt van de eerste trap poly-V-riem (composiet V-riem). De hoofdmotor loopt door een paar poly-V-riemschijven en een poly-V-riem. De riem is verbonden met de hoofdas en er wordt een transmissiemethode met snelheidsreductie gebruikt om het koppel te vergroten.
(2)) De spindelkast van de tandwieloverbrenging gebruikt over het algemeen een expansiegroep van de eerste fase om het snelheidsbereik te vergroten en het koppel bij lage snelheden te verbeteren. Omdat er slechts twee versnellingen zijn, hoog en laag, is het transmissiemechanisme relatief eenvoudig.
(3) Direct gekoppelde spindelkast Direct gekoppelde spindelkast verwijst naar een spindelkast waarin de spilmotor en de spil rechtstreeks met elkaar zijn verbonden. Er zijn twee directe aansluitmethoden voor direct gekoppelde spindelkasten: de eerste is dat de hoofdmotor via een koppeling met de spil wordt verbonden; de andere is dat van de hoofdmotor een spilkast is gemaakt, de rotor is ontworpen als een spil en de stator is in de spilkast binnenin geïnstalleerd.
2. Elektrische spindel
De werktuigmachineas verwijst naar de as op de werktuigmachine die het werkstuk of gereedschap aandrijft om te roteren. Het bestaat meestal uit een spindel, lagers en transmissieonderdelen (tandwielen of katrollen). Met de snelle ontwikkeling en verbetering van de elektrische transmissietechnologie is de mechanische structuur van het hoofdtransmissiesysteem van hogesnelheids-CNC-werktuigmachines aanzienlijk vereenvoudigd en zijn katroloverbrenging en tandwieloverbrenging geëlimineerd. De werktuigmachineas wordt rechtstreeks aangedreven door een ingebouwde motor. Deze transmissiestructuur waarbij de spilmotor en de spil van de werktuigmachine "gecombineerd zijn in één" wordt een "elektrische spil" genoemd. Het maakt de spilcomponenten onafhankelijk van het transmissiesysteem en de algehele structuur van de werktuigmachine.
De elektrische spindel heeft niet alleen de voordelen van een compacte structuur, een laag gewicht, een kleine traagheid, een laag geluidsniveau en een snelle respons, maar heeft ook een hoge rotatiesnelheid en een hoog vermogen, wat het ontwerp van werktuigmachines kan vereenvoudigen en de positionering van de spil kan vergemakkelijken. Het is een ideale structuur in hogesnelheidsspindeleenheden. Het elektrische spindellager maakt gebruik van hogesnelheidslagertechnologie, is slijtvast en hittebestendig en heeft een levensduur die meerdere malen zo hoog is als die van traditionele lagers. Figuur 2-26 toont de daadwerkelijke elektrische spil.
afbeelding
Figuur 2-26 Werkelijke elektrische spil
Tabel 2-2 toont de parameters van de elektrische spil van een bepaald merk bewerkingscentrum. Zoals uit de tabel blijkt, kan hetzelfde model bewerkingscentrum, afhankelijk van de verwerkingsmaterialen en -processen, elektrische spindels gebruiken met verschillende snelheden en koppels. De opkomst van bewerkingscentra met twee of zelfs meerdere assen heeft de verwerkingsefficiëntie van bewerkingscentra verder verbeterd.
Tabel 2-2 Parameters elektrische spil van een bepaald merk bewerkingscentrum
afbeelding
Gemotoriseerde spindels hebben vaak verschillende media nodig om te kunnen functioneren. Er moet bijvoorbeeld perslucht worden ingebracht om een luchtafdichting van de spil te bereiken, er moet koelwater worden ingebracht om de binnenkant van de spil te koelen, en er moet hydraulische olie worden ingebracht om het vastklemmen van de gereedschapshouder te bewerkstelligen. Daarom is het belangrijkste onderdeel van de roterende verbinding nodig om het medium aan de achterkant van de roterende spindel door te laten. Figuur 2-27 toont de daadwerkelijke draaikoppeling.
afbeelding
Figuur 2-27 Feitelijke roterende verbinding
Het principe van de roterende verbinding wordt getoond in figuur 2-28. Het medium stroomt door de vaste pijpleidingen P1 en P2 in component 2 van de draaikoppeling. Het onderdeel 2 blijft vast en het onderdeel 1 kan met de hoofdas meedraaien. Beide componenten 1 en 2 zijn realiseerbaar. De doorgang van medium kan voor een goede afdichting zorgen. Dit soort roterende verbinding wordt veel gebruikt in verschillende soorten spindels. Het is vermeldenswaard dat dit onderdeel na een gebruiksperiode beschadigd raakt door slingering aan de achterkant van de spindel. Als de spil zelf een grote slingering heeft, zal dit de schade aan het roterende gewricht versnellen.
