Secondo la definizione in GB/T 12204-2010, la scatola del fuso è un componente a forma di scatola che ospita il fuso. La scatola del mandrino è un componente importante della macchina utensile. Viene utilizzato per disporre il mandrino di lavoro della macchina utensile, i suoi organi di trasmissione e i relativi meccanismi aggiuntivi. La scatola del mandrino è un componente di trasmissione complesso, comprendente il gruppo mandrino, il meccanismo di inversione, il meccanismo di trasmissione, il dispositivo di frenatura, il meccanismo di funzionamento e il dispositivo di lubrificazione. La sua funzione principale è supportare il mandrino e ruotarlo per realizzare le funzioni di avvio, frenatura, cambio di velocità e inversione del mandrino.
(Questo articolo è selezionato dal Capitolo 2, Sezione 3 della "Guida alla scelta del centro di lavoro" La scatola del mandrino del centro di lavoro)
Il componente del mandrino del centro di lavoro è composto dalla potenza del mandrino, dalla trasmissione e dai componenti del mandrino. È uno dei componenti importanti di esecuzione del movimento di formatura del centro di lavoro. Pertanto, il componente del mandrino del centro di lavoro deve avere un'elevata precisione operativa, mantenimento della precisione a lungo termine e funzionamento a lungo termine. stabilità della precisione.
I centri di lavoro vengono solitamente utilizzati come macchine utensili di precisione e la precisione di funzionamento dei componenti del mandrino determina la precisione di lavorazione della macchina utensile. Esistono generalmente due metodi per valutare la precisione operativa delle macchine utensili: ispezione statica e ispezione dinamica. L'ispezione statica si riferisce al test dell'eccentricità di ciascuna superficie di posizionamento e di lavoro del componente del mandrino quando il mandrino viene ruotato a bassa velocità o manualmente. L'ispezione dinamica richiede l'uso di determinati strumenti per testare la precisione di rotazione del mandrino utilizzando metodi di rilevamento senza contatto alla velocità nominale del mandrino della macchina utensile. Poiché i centri di lavoro hanno solitamente funzioni di cambio utensile automatico e gli utensili vengono serrati da un meccanismo di tensionamento installato all'interno del mandrino del centro di lavoro tramite uno speciale portautensili, la precisione di rotazione del mandrino deve considerare l'errore causato dall'errore di lavorazione del superficie di posizionamento del portautensile.
1. Requisiti che il sistema di trasmissione principale deve soddisfare
Il centro di lavoro è una macchina utensile CNC con forte versatilità, ampio campo di applicazione ed elevata efficienza di lavorazione. Pertanto, il suo sistema di trasmissione principale deve soddisfare quattro requisiti: in primo luogo, ha un'ampia gamma di velocità; in secondo luogo, non solo ha potenza e coppia sufficienti, ma può anche soddisfare i requisiti di mantenimento della potenza costante in condizioni di alta velocità (al di sopra della velocità calcolata) e di mantenimento della coppia costante in condizioni di bassa velocità (al di sotto della velocità calcolata); in terzo luogo, i componenti della scatola del fuso dovrebbero avere sufficiente robustezza, rigidità e resistenza alle vibrazioni; quarto, funzionamento regolare e a basso rumore.
2. Struttura tipica della scatola del fuso e dell'elettromandrino
1. Struttura tipica della scatola del fuso
(1) Scatola del mandrino con trasmissione a cinghia Poly-V a uno stadio. La potenza del motore principale della scatola del mandrino è inferiore a 7,5 kW. Viene spesso utilizzata la forma di trasmissione della cinghia Poly-V del primo stadio (cinghia trapezoidale composita). Il motore principale passa attraverso una coppia di pulegge Poly-V e una cinghia Poly-V. La cinghia è collegata all'albero principale e per aumentare la coppia viene utilizzato un metodo di trasmissione con riduzione della velocità.
(2)) La scatola del mandrino della trasmissione ad ingranaggi utilizza generalmente un gruppo di espansione del primo stadio per aumentare la gamma di velocità e migliorare la coppia a bassa velocità. Poiché ci sono solo due marce, alta e bassa, il meccanismo di trasmissione è relativamente semplice.
(3) Scatola del mandrino ad accoppiamento diretto La scatola del mandrino ad accoppiamento diretto si riferisce a una scatola del mandrino in cui il motore del mandrino e il mandrino sono collegati direttamente. Esistono due metodi di connessione diretta per le scatole del mandrino ad accoppiamento diretto: uno prevede che il motore principale sia collegato al mandrino tramite un accoppiamento; l'altro è che il motore principale è trasformato in una scatola del mandrino, il rotore è progettato come un mandrino e lo statore è installato nella scatola del mandrino all'interno.
2. Elettromandrino
Il mandrino della macchina utensile si riferisce all'asse della macchina utensile che fa ruotare il pezzo o l'utensile. Solitamente è costituito da un mandrino, cuscinetti e organi di trasmissione (ingranaggi o pulegge). Con il rapido sviluppo e miglioramento della tecnologia di trasmissione elettrica, la struttura meccanica del sistema di trasmissione principale delle macchine utensili CNC ad alta velocità è stata notevolmente semplificata e la trasmissione a puleggia e la trasmissione a ingranaggi sono state eliminate. Il mandrino della macchina utensile è azionato direttamente da un motore integrato. Questa struttura di trasmissione in cui il motore del mandrino e il mandrino della macchina utensile sono "combinati in uno solo" è chiamata "elettromandrino". Rende i componenti del mandrino indipendenti dal sistema di trasmissione della macchina utensile e dalla struttura complessiva.
L'elettromandrino non solo presenta i vantaggi di struttura compatta, peso leggero, inerzia ridotta, bassa rumorosità e risposta rapida, ma ha anche un'elevata velocità di rotazione e un'elevata potenza, che possono semplificare la progettazione delle macchine utensili e facilitare il posizionamento del mandrino. È una struttura ideale nelle unità mandrino ad alta velocità. Il cuscinetto del mandrino elettrico adotta la tecnologia dei cuscinetti ad alta velocità, è resistente all'usura e al calore e ha una durata molte volte superiore a quella dei cuscinetti tradizionali. La figura 2-26 mostra l'elettromandrino reale.
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Figura 2-26 Elettromandrino reale
La tabella 2-2 mostra i parametri dell'elettromandrino di una determinata marca di centro di lavoro. Come si vede dalla tabella, a seconda dei materiali e delle lavorazioni di lavorazione, uno stesso modello di centro di lavoro può utilizzare elettromandrini con velocità e coppie diverse. L'emergere di centri di lavoro a doppio mandrino o addirittura multiasse ha ulteriormente migliorato l'efficienza di lavorazione dei centri di lavoro.
Tabella 2-2 Parametri dell'elettromandrino di una determinata marca di centro di lavoro
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I mandrini motorizzati spesso richiedono supporti diversi per funzionare. Ad esempio, è necessario introdurre aria compressa per ottenere la tenuta all'aria del mandrino, acqua di raffreddamento per raffreddare l'interno del mandrino e olio idraulico per ottenere il bloccaggio del portautensile. Pertanto, il componente chiave del giunto rotante deve far passare il fluido nell'estremità posteriore del mandrino rotante. La figura 2-27 mostra il giunto rotante effettivo.
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Figura 2-27 Giunto rotante effettivo
Il principio del giunto rotante è mostrato nella Figura 2-28. Il fluido passa attraverso le tubazioni fisse P1 e P2 nel componente 2 del giunto rotante. Il componente 2 rimane fisso e il componente 1 può ruotare con l'albero principale. Entrambi i componenti 1 e 2 possono essere realizzati. Il passaggio del mezzo può garantire una buona tenuta. Questo tipo di giunto rotante è ampiamente utilizzato in vari tipi di mandrini. Vale la pena notare che, a causa dell'eccentricità dell'estremità posteriore del mandrino, questa parte verrà danneggiata dopo un periodo di utilizzo. Se il mandrino stesso ha una grande eccentricità, accelererà il danneggiamento del giunto rotante.
