Was ist eine Elektrospindel (Einbauspindel, Motorspindel) und ihre Anwendungen?

Immer mehr Werkzeugmaschinen entwickeln sich in Richtung Hochgeschwindigkeit, Hochpräzision, Hocheffizienz, Hochintelligenz und Funktionsintegration. Qualitätskomponenten bestimmen nicht nur die Langlebigkeit der Elektrospindel, sondern auch, wie die Spindel mit Drehzahl, Drehmoment und Vibration umgeht. Abgesehen von der Tatsache, dass der elektrische Spindelmotor besser für den Energieverbrauch, das Auswuchten ist, um einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb und eine gute Produktqualität zu erreichen, wurde nachgewiesen, dass eingebaute Spindeln viel länger halten als die herkömmlichen.

Wann Wenn Sie mit der Forschung über Spindeltechnologie beginnen, stellen Sie fest, dass die motorisierte Spindel oft im Mittelpunkt der Diskussion steht, und es kann verwirrend werden, insbesondere mit den frei fließenden Akronymen wird auf die Highlights des Aufbaus, der Technik und der Funktion einiger Komponenten eingehen.

Die Motorspindel als rotierende Einheit
In der modernen Werkzeugmaschinenindustrie ist die Spindel Drehachse und Zentrum der Werkzeugmaschine. Artikel werden oft verwendet, um sich auf die gesamte rotierende Einheit zu beziehen. Die rotierende Einheit umfasst nicht nur die m-Spindel und ihre Lager, sondern auch alle Zubehörteile um sie herum, wie z. B. Spannfutter, Zylinder usw.
In der modernen Werkzeugmaschinenindustrie ist eine Spindel die rotierende Achse der Werkzeugmaschine, und die Spindel ist in der Regel als Zentrum ausgelegt. Diese zentrale Dreheinheit wird als Spindel oder Artikel bezeichnet und umfasst den Dorn, die Lager und die umgebenden Teile. Aus dieser Sicht gehört die Elektrospindel zu den kompliziertesten Spindeltypen. Aufgrund seiner Antriebseigenschaften kommt seine Kraftquelle aus dem Inneren der Spindel und sein Motor ist in der Pinole eingebaut.



Die Struktur einer eingebauten Spindel
Die Werkzeugmaschine kann mit mehreren unterschiedlichen Spindeln ausgestattet sein, wie z. B. den Spindelstock- und Reitstockspindeln auf einer Tischdrehmaschine oder der Primärspindel und Sekundärspindel auf Bearbeitungszentren. Die Hauptspindel ist normalerweise die größte, die an der Hauptbearbeitungseinheit installiert ist. Auf dem Markt hat der Begriff „Spindel“ keine weitere Einschränkung und bezieht sich nur auf die Primärspindel.

Einige Werkzeugmaschinen für die Massenproduktion haben einen Satz von vier, fünf oder sogar sechs Spindeln. Diese werden als mehrspindlige Werkzeugmaschinen bezeichnet. Reihenbohrmaschinen und Schraubmaschinen sind Mehrspindelmaschinen, die gleichzeitig bearbeitet werden können. Es ist erwähnenswert, dass, obwohl eine Tischdrehmaschine mehrere Spindeln hat, sie aufgrund ihrer Funktionalität jeder Spindel nicht als Mehrspindelmaschine bezeichnet wird.

Drehzahlbereiche der Spindeln

Bezüglich der Spindeldrehzahl ist die Drehzahlbereichsdefinition mehrdeutig. Im Allgemeinen werden Hochgeschwindigkeitsspindeln in Werkzeugmaschinen im Bereich der Metallbearbeitung, wie z. B. CNC-Fräsmaschinen, verwendet. Es gibt zwei verschiedene Antriebsquellen für Hochgeschwindigkeitsspindeln:

- Die riemengetriebene Spindel besteht aus der Spindel und der im Spindelgehäuse gehaltenen Lagerwelle. Die riemengetriebene Spindel wird von einem externen Motor angetrieben, der mit einem Riemenscheibensystem verbunden ist.

- Externe Motorquelle:Das Design kann modifiziert werden, um mehr Leistung und Drehmoment zu erzeugen, mit einem Drehzahlbereich von 12.000 bis 15.000 U/min Drehzahl. Der Vorteil ist, dass die Geschwindigkeitsumschaltung flexibel und kostengünstig ist. Der Nachteil dabei ist, dass die maximale Drehzahl begrenzt ist, was letztendlich den Maschineneinsatz einschränken wird.

- Integrierte Motorspindel:Bei dieser Ausführung ist der Motor in der Pinole eingebaut. Aufgrund des begrenzten Innenraums der Spindelhülse sind Typ und Größe des Motors begrenzt, was zu unzureichender elastischer Leistung und Drehmoment führt, was die Verarbeitungskapazität weiter einschränken kann.

Schlüsselspezifikationen

Die folgenden Punkte sollten unbedingt berücksichtigt werden, wenn sich jemand entscheidet, eine elektrische Spindel zu verwenden, zu kaufen oder sogar zu reparieren:
1. Gehäusedurchmesser
Ø 100, Ø 120, Ø 150, Ø 170 usw.

2. Verjüngung
Welche Art von Werkzeughalter suchen Sie! Das sind die Komponenten, die Ihr Werkzeug halten, wie ER16, ISO25, HSK E-32, HSK-E40, HSK-A63, BT30, BBT30, BBT40 usw.

3. Lagertyp &Spezifikationen und Größe
Vorne und hinten (große/kleine Keramikkugeln, große/kleine Stahlkugeln):



Lagerhauptkomponenten

A-Außenring (Race):Passt auf das Gehäuse
B-Cage; Der den Ball von einem anderen trennt
C-Ball:der zwischen der Oberfläche des inneren äußeren angeordnet ist
D-Innenring (Race):der auf die Welle passt
E-Shield

Im Allgemeinen verwenden Hersteller häufig Schrägkugellager, um elektrische Spindeln mit hoher Genauigkeit, hoher Präzision, hoher Geschwindigkeit und geringer Vibration herzustellen. In diesem Artikel werde ich diesen Typ besonders hervorheben:

Schrägkugellager

4. Lagerschmierung
Eine Substanz, die Reibung, Hitze und Verschleiß reduziert, wenn sie als Film zwischen feste Oberflächen eingebracht wird. Die Verwendung des richtigen Schmiermittels hilft, die Lebensdauer Ihrer Lager und Maschinen zu maximieren, Typen:Fett, Öl-Luft.

5. Lagervorspannung
Die Lagervorspannung ist die Kraft, die gegen die Lagerbewegung ausgeübt wird, die richtige Vorspannung maximiert die Lagerlebensdauer und optimiert die Maschinenleistung, die Lagervorspannung beeinflusst Geschwindigkeitsbegrenzungen, Steifigkeit und andere anwendbare Arbeitsbelastungen, Typen:

● Feder
● Feste Position

6. Angetriebener eingebauter Motor
Typen:
●Synchronmotor
●Asynchronmotor (AC-Induktionsmotor)

7.Positionierung/Targeting:
Encoder, der Encoder sendet ein Feedback-Signal, das verwendet werden kann, um Position, Zählung und Geschwindigkeit oder Richtung zu bestimmen.

8. Installationsmethode
● Vertikal
● Horizontal

9. Gleichgewichtsgrad
Die Waagenkalibrierung besteht darin, die gerade Achse mit der Rotationsachse zu integrieren, die normalerweise der Klasse G1 (ISO 1940) entspricht.

10. CTS (Kühlmittel durch die Spindel)
Verbessert die Standzeit, ermöglicht sowohl Tieflochbohren als auch Sacklochfräsen, ermöglicht außerdem hohe Geschwindigkeiten und verkürzt die Zykluszeit.

11. Kühlmittel
Die Rolle des CNC-Kühlmittels bei der Bearbeitung sind drei:reines Wasser, Luft, Öl.

12. Auslauf
Unrundheit ist eine Ungenauigkeit rotierender mechanischer Systeme, insbesondere dass sich das Werkzeug oder die Welle nicht genau in einer Linie mit der Hauptachse dreht. Es gibt mehrere Punkte, die Sie beim Kauf einer Spindel beachten müssen. Es gibt vier Punkte, die mit einem Prüfstab und einer Spindelmessuhr getestet werden sollten. Nehmen wir an, dass die Prüfstablänge 300 mm beträgt:

A- Rundlauf des Kegels:≈ 0,002 mm
B- Rundlauf der Kegelfläche:≈ 0,002 mm
C- Rundlauf der Prüfstange an der Wurzel:≈ 0,003 mm
D- Rundlauf der Prüfstange bei 300 mm:≈ 0,008 mm

Spezielle Anwendungen

Die motorisierte Spindel wird hauptsächlich in der High-End-Präzisionsbearbeitung eingesetzt, z. B. in der 3C-Verschleißteilbearbeitung, Werkstückveredelung, Luft- und Raumfahrtpropellerschneiden, Motorzylinderbearbeitung, Autochassisbearbeitung, Getriebegelenkschleifen usw. Die Gemeinsamkeit dieser Anwendungen ist die Notwendigkeit für schnelle und flexible Möglichkeiten bei der Bearbeitung.

Im Vergleich zu anderen Spindeltypen erreichen die Motorspindeln durch schnelles Umschalten der Drehzahl eine gute Bearbeitungsqualität. Obwohl ihre Drehmomentleistung nicht mit der einer direkt angetriebenen Spindel verglichen werden kann, ist ihre durchschnittliche Leistung relativ stabil und stärker. Beispielsweise kann eine herkömmliche CNC-Drehmaschine mit einer riemengetriebenen Spindel ausgestattet sein, aber bei einem Dreh- und Fräszentrum, das eine komplexe Bearbeitung erfordert, ist das Werkstück normalerweise auf einem Spannfutter befestigt, und die Spindeln sind motorisierte Spindeln. Die Zähigkeit des Zylinders kann höher sein. Wenn die Spindel von einem Riemen angetrieben wird, ist es daher wahrscheinlich, dass die Zähne des Riemens auf Getriebefehler stoßen, was zu Schäden am Werkstück oder an der Maschine führt.

Schlussfolgerung

Heutzutage hat sich die eingebaute Spindel als die wichtigste Komponente für jede Art von Hochbearbeitungsprozess herausgestellt. Im Vergleich zu den mechanischen Spindeln haben die Einbauspindeln einen Vorsprung in Bezug auf Leistung, High-End-Bearbeitung mit improvisiertem Zeit- und Präzisionsprozess, der zu einer wichtigen Funktionseinheit von Hochgeschwindigkeits-Werkzeugmaschinen geworden ist und die Entwicklung effektiv fördert Werkzeugmaschinentechnik.