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2011/05/31

國內高速電主軸的應用與發展

我國高速電主軸的開發和生產已經近50年,國產電主軸已經大量裝備在我國全自動軸承內表面磨床上。 國內高檔的高速加工中心主軸多為進口產品,我國開發生產的加工中心電主軸,已經小批量裝備國產機床。


     
機床主軸是機床的核心功能部件,傳統機床主軸是通過中間的傳動裝置,如皮帶、齒輪等帶動主軸旋轉而進行工作的。
電主軸又稱內裝式電機主軸單元,其主要特徵是電機置於主軸內部,通過驅動電源
​​直接驅動主軸進行工作。
由於電主軸將機床主軸的高精度與高速電機的電磁功能有機地結合在一起,省去複雜的中間傳動環節,具有調速範圍廣、振動噪聲小,便於控制,能實現準停、準速、準位等功能,不僅擁有極高的生產效率,而且能顯著地提高零件的表面質量和加工精度。 在機械製造業不斷向高速、高精度、高智能化發展的今天,高速高精度電主軸已經得到了廣泛的應用。
軸承百科: http://bearing-wiki.com

     
高速電主軸起源於內表面磨削行業,在以內表面磨加工為主導的軸承和汽車零部件製造業得到了廣泛的使用。
多年來,國內有關工程技術人員一直在堅持不懈地努力攻克技術難關,先後開發出多代一系列用於內表面磨削的電主軸,轉速從3000~240000r/min,功率從0.2kW~20kW。 目前,國產電主軸已經大量裝備了我國全自動軸承內表面磨床,使零件內表面磨削線速度由35M/S提升到75M/S,大大提高了生產效率,降低了產品成本,使我國成為普通軸承和汽車零部件的生產大國。 近年來,隨著油氣潤滑技術、恆溫冷卻和陶瓷球軸承等新技術的發展,為高速電主軸技術水平的提高創造了有利條件,新一代電主軸朝著具有更大的功率、更高的速度和更高的剛性的方向快速發展。


隨著我國製造業的快速發展,機床市場極為火爆。 從2002年起,我國已連續3年保持了世界第一機床消費大國的地位,特別是數控機床,年增長率在30%以上。 高速加工中心主軸作為數控機床的核心功能部件,也得到了長足的應用和發展。 由於加工中心用電主軸涉及電主軸高速旋轉、潤滑技術、驅動控制、準停、準速、準位等機械與電氣多方面技術,因此具有較大的技術難度,目前國內高檔的高速加工中心主軸多為進口國外產品。 我國也非常重視加工中心電主軸的發展,國家在“九五”和“十五”中,設立了科技攻關重點項目來開發研製加工中心用內裝式電主軸。目前我國已開發生產了轉速從3000-120000r/min,最高轉速到24000r/min,最大扭矩達到200N·m的加工中心電主軸,已經小批量裝備國產機床。 現在,加工中心電主軸正向低速大扭矩等方向發展,使電主軸在能夠實現較高轉速的同時,滿足低速段有盡可能大的輸出扭矩;以滿足在同一台機床上進行低速重切削和高速精加工的要求。 另外向快速起、停方向發展,以縮短輔助時間,提高效率。


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2011/05/31

數控機床高速電主軸技術及應用

數控機床高速電主軸技術及應用

洛陽軸研科技股份有限公司李彥


  一、高速電主軸的發展歷程


  早在20世紀50年代,就己出現了用於磨削小孔的高頻電主軸,當時的變頻器採用的是真空電子管,雖然轉速高,但傳遞的功率小,轉矩也小。 隨著高速切削髮展的需要和功率電子器件、微電子器件和計算機技術的發展,產生了全固態元件的變頻器和矢量控制驅動器;加上混合陶瓷球軸承的出現,使得在20世紀80年代末、90年代初出現了用於銑削、鑽削、加工中心及車削等加工的大功率、大轉矩、高轉速的電主軸。




國外高速電主軸技術發展較快,中等規格的加工中心的主軸轉速目前己普遍達到10000r/rnin甚至更高。 1976年美國的Vought公司首次推出一台超高速銑床,採用了Bryant內裝式電機主軸系統,最高轉速達到了20,000r/min,功率為1
5KW。
到90年代末期,電主軸發展的水平是:轉速40,000
r/min,功率40Kw(即所謂的“40-40水平”)。
但2001年美國Cincinnati公司為宇航工業生產了SuperMach大型高速加工中心,其電主軸最高轉速達60,000
r/min,功率為80KW。


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2011/05/31

高速切削的技術裝備

高速切削的技術裝備

摘 要:介紹了高速切削機床及其伺服係統、控製係統、刀具和配套裝備,以便正確選購使用有關技術裝備,並充分發揮其作用。
關鍵詞:高速切削;伺服係統;控製係統;切削刀具;配套裝備

高速切削(High Speed Cutting-HSC)概念起源於德國切削物理學家Carl Salomn的著名切削實驗及其物理引伸。他認為一定的工作材料對應有一個臨界切削速度,其切削溫度最高。



在常規切削範圍內(見圖1A區)切削溫度Tv隨著切削速度Vc的增大而提高,當切削速度到達臨界切削速度後,切削速度再增大,切削溫度反而下降(見圖1C區),所以越過B區,在高速區C區進行切削,則可用現有的刀具進行高速切削,從而大大地減少切削工時,成倍提高機床的生產率,同時提高加工質量管理,並可用於切削各種硬、韌性、難加工材料的工件。因此,自上世紀80年代以來,國外在製造業的模具、航空、航天、汽車、精密機械、光學和家電等許多部門中,開始廣泛應用該先進技術、取得了很大的成效。目前,麵對日益加劇的國際竟爭,國內廣大企業迫切需要對HSC加工技術有比較全麵的了解,以便能正確選購有關技術裝備,並充分發揮其作用,獲得予期的經濟效益。

1 高速切削機床

為了適應粗精加工,輕重切削和快速移動,同時保證高精度(定位精度±0.005mm),性能良好的機床是實現高速切削的關鍵因素。其關鍵技術有以下幾項:

1.1 高速主軸

高速主軸是高速切削機床的核心部件,隨著對主軸轉速要求的不斷提高,傳統的齒輪――皮帶變速傳動係統由於本身的振動、噪音等原因已不能適應要求,取而代之的是一種新穎的功能部件――電主軸,它將主軸電機與機床主軸合二為一,實現了主軸電機與機床主軸的一體化。電主軸采用了電子傳感器來控製溫度,自帶水冷或油冷循環係統,使主軸在高速旋轉時保持恒溫,一般可控製在20°~25°範圍內某一設定溫度,精度為± 0.7°,同時使用油霧潤滑、混合陶瓷軸承等新技術,使主軸免維護、長壽命、高精度。

1.2 高速精密軸承

高速軸承是高速切削機床的核心,是決定高速主軸壽命和負載容量的最關鍵部件。

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2011/05/31

機床用高速主軸軸承技術

機床用高速主軸軸承的技術介紹(機床軸承):

  提高主軸軸承的速度是實現高速實用主軸的關鍵。隨著高速化的發展,對於高效加工機床。滾動體採用陶瓷材料,dmN值在20×104左右,脂潤滑條件下dmN值100×104左右的數控加工中心正在日益增加,已成為一種發展趨勢,採用油氣和油霧潤滑方式也將成為今後高速機床主軸軸承潤滑的發展方向。

  1、高速主軸軸承發展情況:

  一般多使用剛性和高速性能優良的角接觸球軸承,為了適應機床主軸的高速要求。其次使用圓柱滾子軸承。

  脂潤滑條件下dmN值在50×104以下。開發出油氣潤滑後,與此同時逐步開發出與之相適應的潤滑係統。從表述主軸軸承高速性能的dmN值(dm為軸承節圓直徑mm×N為轉速r/min來看。dmN值已達到100×104以上。爾後在軸承方面又開發出了滾動體為陶瓷的角接觸球軸承,實現了dmN值為200×104×90年代開發出噴射潤滑後,dmN值可達到300×104。

  2、高速主軸軸承技術:

  (1)高速角接觸球軸承:

  單列、雙列圓柱滾子軸承在高速性能方面均劣於角接觸球軸承。角接觸軸承是具有接觸角的軸承,可以看出圓錐滾子軸承。接觸角越大軸向剛度越好,但因為球與滾道之間的陀螺滑動和自旋滑動也大,因此發熱也會增加。為了提高速度性能,方法是減小球的大小(或質量)改變溝道的曲率係數,以減小球的離心力,降低高速運轉時產生的內部載荷,同時增加球的數量以提高剛性。

  (2)陶瓷球角接觸球軸承:

  推出了僅滾動體係用氮化硅(Si3N4)陶瓷的混合型陶瓷球軸承,為了減少球質量以提高速度。其性能比較

  作為高速主軸軸承材料,陶瓷(Si3N4)有以下優點:高速旋轉時滾動體產生的離心力小,重量輕。由於密度比軸承鋼小。旋轉力矩可以減小,因此可以降低溫升,提高壽命。良好的導熱性使陶瓷材料的滾動體在高速運轉時不易與金屬產生粘著。潤滑條件較好的情況下耐燒傷,出現燒傷。熱膨脹小,滾動體與內圈接觸時不易發生預緊力增加而導致遊隙減小。軸承的變形小,由於硬度高、剛性好。主軸的剛性也得到提高。綜上所述,因此,採用陶瓷資料(Si3N4)作為滾動體,與軸承鋼滾動體相比速度可提高約25%35%壽命可提高約3倍。


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2011/05/16

EMAG Karstens 外圓內圓磨床加工系統 HG 204 / HG 208

EMAG Karstens 外圓內圓磨床加工系統 HG 204 / HG 208Photobucket

HG
系列專為精密軸類件的外圓加工而設計。
這類精密零件包括有電發動機、變速箱和液壓零件,以及電機軸、壓縮機軸和風機軸等。 該系列磨床可配置所有先進的磨削工藝,所以柔性大,工件變化時反應快。

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2011/05/06

六安永達與埃馬克科伯菲爾攜手共渡經濟危機


如虎添翼
蓄勢待發


                  —— 六安永達與埃馬克科伯菲爾攜手共渡經濟危機



       
六安江淮永達機械製造有限公司是生產精密中小模數齒輪的的專業化工廠。
主要產品是為國內外知名企業配套的電動工具、電動車、汽車、紡織機械等中小模數齒輪。 建廠四十多年的專業化生產,為公司積累了豐富的齒輪加工製造經驗。 擁有數十台國內外先進的齒輪加工設備,質量檢測試驗設備齊全
, 生產工藝成熟穩定,產品質量達到國際先進水平,能滿足國內外精密機械的配套要求。 產品已進入歐美及東南亞地區等國際市場。


       
該公司技術力量雄厚。
具有很強的非標齒輪刀具設計製造能力,有一支能適應產品開發、擴大品種,滿足市場變化要求的技術隊伍。
2008 年春國際性的經濟危機爆發,公司決策層敏銳地感受到:永達公司是外向型很高的企業,必然會受到金融危機的影響。 要使金融危機的影響壓縮到最低程度,只有反向思維、只有蓄勢待發、只有進一步加大國內國外兩塊高端齒輪市場的開發、只有進一步加大技術改造力度,提高齒輪製造裝備的自動化程度,提高加工效率,提高質量水平,提高交貨的準時性。 由此提高核心競爭力。


       
為此公司決定進口先進高效的精密滾齒機,經分析比較,遴選出了德國埃馬克集團旗下的科伯菲爾公司
K160 型滾齒機。 這種滾齒機的主要特點是:配置了最新八軸控制系統,主軸和滾頭的轉速很高,因而切削速度很高 配置了快速上下料裝置,節拍時間很短,以滾一種轉子軸和斜齒輪為例。 節拍只有 16 秒和 30 秒,是別的同類先進滾齒機的三分之一至四分之一,因而大大提高了生產效率 ;能作軟滾 、硬滾、刮齒多種工序加工之用 ;其獨特的大理石床身,剛性極高,減震性好,是保持機床高精度和加工質量穩定性的重要保證。



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