高速數(shù)控車床機床機械結構的優(yōu)化
1、高速數(shù)控車床的高速電主軸
采用陶瓷滾動軸承。該軸承是小直徑陶瓷滾珠軸承,直徑減小30%,離心力僅為原來的1/3。采用氮化硅陶瓷材料(Si3N4),其密度只有軸承鋼的40%,熱膨脹系數(shù)只有軸承鋼的25%,硬度為軸承鋼的5倍,并且有耐高溫、不導電、不導磁、導熱率低等優(yōu)良特性。
采用磁浮軸承(ActiveMagneticBearing,AMB)。該軸承是利用電磁力使主軸無機械接觸、無潤滑地懸浮起來的一種新型智能軸承。轉子和定子間間隙為0.3~1.0mm,未轉動時,主軸由左右兩端“輔助軸承”支撐,轉動時,轉子位置由高靈敏度傳感器不斷進行檢測,以10000次/s左右的速度進行分析處理,控制電流值保持轉子合適位置。這種軸承的優(yōu)點是:壽命長,轉子線速度可高達200m/s,無振動,噪聲小,溫升小,熱變形小,工作可靠,維修少。
2、高速數(shù)控車床的高速進給部分
采用鈦鋁合金和纖維增強塑料等輕質材料制造滑板和移動工作臺,大幅度減輕移動部件重量。用有限元法(FEM)優(yōu)化機床移動部件幾何形狀和尺寸參數(shù),在不影響剛度條件下減輕重量和慣量30%~40%。采用無間隙直線滾動導軌,可使移動速度達到100m/min。