Механічний шпиндель
Механічний шпиндель - це вісь, що використовується для керування заготовкою або інструментом для обертання на верстаті і є важливою частиною верстатів. Його основна структура в основному включає шпиндель, підшипники та деталі передачі (наприклад, передачі або шківи). Як основна обертальна частина, шпиндель несе велику відповідальність за передачу руху та крутного моменту. Його точність виробництва та якість матеріалів мають значний вплив на точність обробки. Підшипники використовуються для підтримки шпинделя для забезпечення його стабільного обертання. Поширені - це підшипники та ковзаючі підшипники. Підшипники прокатки мають невеликий коефіцієнт тертя та чутливий запуск, які підходять для високошвидкісних та легких випадків; ковзаючі підшипники добре працюють в умовах низької швидкості та важкого навантаження та потребують плавного руху. Частини передачі передають живлення від двигуна до шпинделя через передачі або шківи для досягнення перетворення швидкості та передачі крутного моменту.
Через відносно просту структуру та низькі витрати на виробництво та обслуговування механічні шпинделі широко використовуються в звичайних верстатах, таких як звичайні верстати, фрезерні машини та інші поля, і можуть відповідати загальним вимогам точності. Обробляючі завдання, такі як груба обробка деталей, буріння та фрезерування з низькою точністю. Однак через велику кількість ланок передач, втрата енергії, вібрація та шум схильні під час передачі потужності, а точність обробки та якість поверхні обмежені, що ускладнює задоволення високоточних та швидкісних вимог до обробки.
Електричний шпиндель
Електричний шпиндель - це інноваційна технологія, яка інтегрує веретен веретену та шпиндель, усвідомлюючи "нульову передачу". Його структура в основному складається з двигуна без корпусу, шпинделя, підшипників, корпусу шпиндельного блоку, приводного модуля та пристрою охолодження. Ротор двигуна притискається в один із шпинделем. Як прямий обертовий компонент, статор встановлюється в корпусі веретенового блоку через охолоджуючу рукав. Шпиндель підтримується передніми та задніми підшипниками для забезпечення точності обертання.
Модуль приводу використовується для управління швидкістю двигуна для задоволення різних вимог до обробки. Оскільки високошвидкісна робота електричного шпинделя генерує багато тепла, пристрій охолодження має вирішальне значення. Зазвичай для зняття тепла та підтримки теплової стійкості шпинделя використовуються примусове циркуляційне охолодження або охолодження води. Вбудований кодер може реалізувати точний зворотний зв'язок про положення та швидкість шпинделя, що зручно для автоматизованого управління обробкою.
Переваги електричного шпинделя є значущими. Оскільки проміжної ланки передачі немає, структура компактна, а об'єм невеликий, що зменшує простір підлоги. Його висока швидкість може досягати десятків тисяч або навіть сотень тисяч революцій на хвилину, що підходить для високошвидкісного різання, наприклад, титанові сплави та обробка алюмінієвих сплавів у поле аерокосмічного простору, що може значно підвищити ефективність переробки. У той же час він має високу точність, низьку вібрацію та шум і може досягти рівня мікрона або навіть вищою точністю. Він широко використовується в галузях з суворими точними вимогами, такими як виготовлення цвілі та точна обробка деталей. Однак вартість електричних шпинделів висока, технічне обслуговування є важким, а вимоги до середовища використання та технічного рівня операторів також високі.
Гідростатичний шпиндель
Гідростатичний шпиндель працює на основі принципу гідростатичного балансу і в основному складається з газових гідростатичних підшипників або рідких гідростатичних підшипників та пристроїв пропускання. Як приклад, приймаючи газовий гідростатичний шпиндель, пропускається газ високого тиску між підшипником і шпинделем, щоб утворити рівномірну газову плівку, яка призупиняє шпиндель і змушує шпинделя не мати прямого контакту з підшипником, тим самим значно зменшуючи тертя та вібрацію, а також досягнення високої та високої стабільності ротаційного руху.
Принцип роботи рідкого гідростатичного шпинделя схожий. Масло під тиском перекачують у підшипник через зовнішній насос високого тиску, щоб утворити масляну плівку з навантажувальною ємністю для підтримки роботи шпинделя. Пристрій передачі гідростатичного веретена, як правило, складається з двигуна та допоміжних аксесуарів. До аксесуарів належать датчики, кодери, датчики температури тощо, які використовуються для моніторингу та управління станом експлуатації шпинделя.
Гідростатичний шпиндель має надзвичайно високу точність обертання, яка може досягти субмікрону або навіть більш високих рівнів. Він підходить для ультраточної обробки, таких як оптичне шліфування лінз, ультра-точний поворот та інші поля. Він може обробляти продукти з надзвичайно низькою шорсткістю поверхні та надзвичайно високою точністю форми. Його високі характеристики жорсткості роблять шпиндель деформацією дуже мало, коли піддаються силі різання, що сприяє забезпеченню точності обробки та якості поверхні. Однак гідростатичний шпиндель вимагає складної системи постачання повітря або живлення нафти, вартість обладнання висока, вимоги до обслуговування є суворими, а чистота робочого середовища також висока, що обмежує його обсяг застосування.
Пропозиції щодо вибору сценаріїв
Вибираючи тип шпинделя, необхідно всебічно розглянути декілька факторів, таких як завдання з обробки, точні вимоги та бюджет витрат.
Для звичайної механічної обробки, таких як груба обробка загальних деталей та масового виробництва з низькою точністю, механічні шпинделі можуть задовольнити потреби через їх низьку вартість та зручне обслуговування.
Якщо ви шукаєте високоточну та високошвидкісну обробку, наприклад, аерокосмічну справу, точні форми, виробництво продуктів 3C та інші галузі, електричні шпинделі-кращий вибір. Хоча вартість вища, це може значно підвищити ефективність переробки та якість продукції.
Що стосується надточної обробки, таких як виробництво оптичних компонентів, обробка напівпровідникових мікросхем тощо, то точність обертання шпинделя та стабільність надзвичайно високі. Гідростатичний шпиндель став єдиним вибором завдяки своїм унікальним перевагам, навіть якщо витрати на обладнання та обслуговування високі. У фактичному виробництві підприємства також можуть розглянути можливість застосування змішаного методу конфігурації відповідно до власних характеристик технології обробки, при цьому різні типи шпинделів працюють разом, щоб дати повну гру відповідними перевагами та максимізувати переваги для обробки.
