高速主轴分类选型及不同加工应用详解

高速电主轴是将主轴和电机融为一体的新技术,主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”。主要应用于数控机床(加工中心、铣床、钻床、磨床)通过工业机器人(机械手)进行各种高速精密加工。下面是来自德国sycotec/KASITE的部分高速主轴电机的型号及在不同行业加工应用的选型详解。

品牌:sycotec/kasite

产地:德国(原装进口)

转速:24000~100000 / min-1

功率:250w-7.5Kw

电机类型:AC交流异步电机 / DC同步永磁电机(无刷) BLDC

变频器:型号选配


一、浮动去毛刺

采用径向和轴向柔性浮动系统 + 高速电主轴4036DC-T

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柔性系统的优点:

-适用于机械手加工各种工件

-灵活性

-利用气压无级调节接触压力

-各个方向保持接触压力保证各个位置加工后表面光滑

-使用于各种机器人或者固定加工单元

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高速电主轴优点:

-速度高达 60 000转/分钟

-无级调速

-适合不同的刀具和材料

-尺寸小重量轻仅1kg

-夹持刀具最大尺寸8mm

-自动调节负载

-能耗低,效率高

-维护成本低

-自动调节负载,适用于加工各材料

-主轴和HSK刀柄集成使用在大型数控机床上一次装夹即可完成切削和去毛刺

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电主轴技术参数:

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二、PCB分板

在以前母公司Kavo的基础上,SycoTec针对PCB分板应用系列进行进一步开发,根据实际需求为该应用提供系列PCB分板解决方案:4025HY,4026,4029, 4033AC-ESD,4041HY, 4041HY-ESD以及4041HY-ESD-BW

PCB主轴特征:

> 尺寸小: 外圆直径33mm和45mm

> 效率高:电机效率高达95%

> 转速高:最高转速 100 000 rpm

> 旋转精度高,运转平稳:夹刀锥面精度 1um

> 功率大

> 更换夹头方便:手动和气动

众所周知,在进行分板时,会产生静电,然而静电放电(ESD)可能会对PCB线路板上的电子元件造成损坏,对电路干扰从而对加工设备造成破坏或者其功能紊乱。作为电子兼容测试的一项重要内容,我们提供了针对PCB分板机ESD系列解决方案:

在割板时,切削刀具和PCB板充分接触,将静电导入主轴轴心,然后将静电从轴心通过特殊机构,即使在高速旋转的条件下将静电导入主轴外壳,再利用主轴的安装夹具将静电通过设备外壳从GND导走。

4033AC-ESD

4041HY-ESD

4041HY-ESD-BW

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三、数控机床升级改造

一种将传统机床电主轴革命性的升级,在原有不改变机床配置的前提下可以提高传统数控机床电主轴的高速加工能力,可以从原来的0-24000RPM的加工范围,扩展到0-100000RPM的超高转速精密加工,这主要得力于卡西德(Kasite)提供的技术解决方案:

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方案一 HSK63刀柄主轴

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4015 DC-R-HSK63 – 高速电主轴 (参数表下载)

当传统数控加工中心或是车铣符合中心涉及高速、高精度加工时,理论上就离不开主轴的高转速。我们成功地研制了功能强大的主轴4015 DC转速范围从

5,000 至 80,000 RPM 以及短时间甚至到 100,000 RPM ,采用标准的HSK-63

刀柄,实现了标准快速、无摩擦的换刀,同时不会影响精度,加上已预先调整好的刀具几何尺寸和全自动的更换主轴作为旋转刀具,缩短机床停止时间以及提高生产产量和效率,拓宽了机床提升加工能力,提高了机床加工效率,也大幅度地降低的机床采购成本,并且在数控加工中心和车铣复合中心机床应用市场上得到成功推广使用。

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方案二 中孔水冷刀柄式主轴

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4040 DC-S-ER-DD – 很酷的主轴(参数表下载)

当钻头或者铣刀以数万转的转速碰到硬金属的时候,刀具很快就会变热,加工零件和刀具都会受热膨胀,这是受影响的不只是加工速度,还有加工精度。 特别是为了帮助加工深孔,我们研制出了带内部冷却的高速电主轴SycoTec 4040 DC-S-ER-DD。 通过先进的设计解决了高速旋转的同时中空冷却,在冷却液压力为80bar时所须克服的阻力和对旋转精度的影响。SycoTec 4040 DC-S-ER-DD 通过输出的较大功率同时还保持低温使得众多高端客户信服。

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方案三 刀库使用的刀柄电主轴

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4040 DC-S-CaptoC6 – 功能强大的电主轴 (参数表下载)

原理上就是在主轴加工工件的时候偶尔被中断,用另外一只主轴来替换加工。在这种情况我们在4040DC-S上集成了 Capto-C6

刀柄。也有其它的标准刀柄可供选择。4040 DC-S-CaptoC6 可以在 50.000 RPM 提供17 Ncm

扭力,加工出高精度的表面且同时有非常高的加工效率。

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