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高精度工具磨床电主轴精度超差的原因及解决措施

黄毅

黄毅. 高精度工具磨床电主轴精度超差的原因及解决措施[J]. 制造技术与机床, 2024, (2): 179-183. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.027
引用本文: 黄毅. 高精度工具磨床电主轴精度超差的原因及解决措施[J]. 制造技术与机床, 2024, (2): 179-183. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.027
HUANG Yi. Analysis and solution to rotary error of motorized spindle of high-precision tool grinder[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (2): 179-183. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.027
Citation: HUANG Yi. Analysis and solution to rotary error of motorized spindle of high-precision tool grinder[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (2): 179-183. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.027

高精度工具磨床电主轴精度超差的原因及解决措施

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.02.027
详细信息
    作者简介:

    黄毅,男,1986年生,工程师,研究方向精密机床开发与制作。E-mail:huang.yi@cxtc.com

    通讯作者:

    黄毅,男,1986年生,工程师,研究方向精密机床开发与制作。E-mail:huang.yi@cxtc.com

  • 中图分类号: TG593

Analysis and solution to rotary error of motorized spindle of high-precision tool grinder

  • 摘要: 针对某国产品牌电主轴在实际应用中易出现回转精度超差的问题,分析造成电主轴产生精度超差的主要原因是电主轴的气密封效果不佳,使得前端轴承及碟形弹簧进油受污染,从而导致电主轴前端轴承失效、轴芯磨损和拉刀力衰减过快。通过提升气密封压力值和改善轴芯材质及拉刀机构,解决了电主轴内部进油、轴芯磨损和拉刀力衰减过快的问题,使电主轴使用寿命提升1倍以上。

     

  • 图  1  电主轴的结构示意图

    图  2  电主轴径向回转精度检验

    图  3  轴芯前端轴承位置

    图  4  前轴承组进油污染

    图  5  碟形簧片受外界污染

    图  6  拉刀力不足出现跑圈磨损

    图  7  轴芯上取样位置

    图  8  渗碳层组织(×50)示意图

    图  9  片状马氏体组织(×200)

    图  10  铁素体+马氏体组织(×200)

    图  11  电主轴前端

    图  12  气密封的吹气路径密封形式

    图  13  碟形弹簧破裂

    图  14  碟形弹簧污染源来源渠道示意图

    图  15  GCr15热处理后的组织

    图  16  组合式碟簧与双螺旋弹簧的机构示意图

    表  1  电主轴参数及精度要求

    功率
    P/kW
    锥口规格 主轴斜度内孔
    跳动B/mm
    测试棒60 mm处
    跳动B/mm
    测试棒140 mm处
    跳动B/mm
    14.5 HSKE50 0.002 0.003 0.005
    拉刀力
    F/kN
    最高转速
    n/(r/min)
    轴承润滑方式 安装方式 主轴冷却方式
    10.5 10 000 油脂润滑 卧式 水冷却
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    表  2  40Cr化学成分与ICP检测结果比对

    检测元素 C Mn Cr Ni Mo
    化学成分 0.37~0.44 0.50~0.80 0.80~1.10 ≤0.30 ≤0.10
    ICP检测 0.37 0.53 0.90 0.02 0.10
    下载: 导出CSV
  • [1] 林超青. 电主轴检测及预防性维修技术[J]. 金属加工:冷加工,2020(6):84-86.
    [2] 李永祥,毕晓勤. 机床主轴回转误差对零件加工精度的影响[J]. 河南工业大学学报:自然科学版,2005,26(3):57-59,62.
    [3] 张和平. 机床主轴的选材及热处理的有关问题[J]. 江汉大学学报:社会科学版,1993(1):59-61,67.
    [4] 李劲夫. 迷宫密封技术在电主轴中的应用研究[J]. 煤矿机械,2009,30(7):181-182. doi: 10.3969/j.issn.1003-0794.2009.07.087
    [5] 郭翠娟,邓鑫. 加工中心主轴拉刀机构的设计与研究[J]. 制造技术与机床,2021(6):39-41. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2021.06.007
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  • 修回日期:  2023-10-30

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