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铣削数控主轴综合指南

Jan 03, 2024

 

在精密加工领域,数控铣削主轴至关重要。您的指南将深入研究这个重要的工具。通过这份综合指南,您将深入了解其选择和维护。目标:为您提供直接来自行业专家的知识。

cnc spindle

了解基础知识!

CNC主轴的定义

CNC,即计算机数控,涉及使用计算机来控制机床。在铣削过程中,材料被去除。相比之下,雕刻将设计雕刻到表面上。

因此,铣削开始流行,而雕刻则增加了细节。铣削使用立铣刀等工具。雕刻使用尖头工具来获得精细的细节。 CNC主轴在 铣削 握住并旋转这些工具。 RPM(每分钟转数)测量其速度。

CNC 主轴如何在铣床上工作

旋转机构

主轴高速转动工具。铣削所需的转速与雕刻不同。对于铣削,速度范围为 1,000 至 10,000 RPM。雕刻可能需要更高的转速。电机驱动主轴。轴承确保平稳运行。

轴对齐

铣削精度至关重要。机器有 X、Y 和 Z 轴。主轴与这些轴对齐。正确的对齐可确保精确的切割。未对准可能会导致错误。定期检查确保主轴对准。

工具附件

数控机床使用刀架。这些支架将工具固定到主轴上。 ATC(自动换刀装置)可快速切换工具。牢固的连接确保切割干净。松动的工具可能会导致损坏。

进给率

进给速度至关重要。它是材料穿过机器的速度。以 IPM(英寸/分钟)为单位测量,正确的进给速度可防止刀具破损。专家操作员可调整进给速度以获得最佳结果。

扭矩控制

扭矩是主轴施加的力。高扭矩可以切割较硬的材料。数控机床根据需要调整扭矩。监控扭矩可确保高效运行。

切削力

切削力是铣削过程中施加的压力。太大的力可能会损坏工具。太少可能不会削减。机器通常带有传感器。这些传感器监控并调整切削力。适当的力可确保精确切割和更长的刀具寿命。

深度控制

铣削意味着去除材料。雕刻意味着创造设计。在铣削加工中, 数控机床 使用强大的工具。他们深入切割金属等材料。深度在铣削中很重要。机器精确地控制它。通常,您会听到铣削中的“进给率”。进给速率是指刀具移动的速度。在雕刻中,工具会进行浅切割。

主轴振动

铣床数控主轴有一个零件称为主轴。主轴固定刀具。有时,主轴会振动。振动可能会导致问题。不良振动会毁掉工作的完成。专家称之为“喋喋不休”。

颤动会在表面留下不需要的痕迹。在雕刻中,即使是很小的振动也很重要。雕刻设计需要精确度。主轴的 RPM(每分钟转数)会影响振动。转速太高会增加振动。

 

用于铣削的 CNC 主轴类型!

皮带驱动主轴

速度变化

铣削采用切削工艺。 RPM 的范围各不相同。雕刻采用详细设计。对于铣削数控主轴来说,速度控制仍然至关重要。铣削切深;雕刻划伤表面。

高转速有助于雕刻,而铣削则需要中等速度。速度差异有助于实现精度。

滑轮系统

铣床依赖于坚固的皮带轮。雕刻需要精度。在铣削中,滑轮传递力。在雕刻中,细线是目标。

铣削中的滑轮系统可承受重负载。对于雕刻来说,细腻的触感很重要。铣削需要力量;雕刻要求精细。

较低扭矩

铣削比雕刻需要更大的扭矩。扭矩与主轴的旋转力有关。高扭矩适合铣削。雕刻需要较小的力。

铣削会深入材料。雕刻轻轻地雕刻它们。了解扭矩差异可确保获得最佳结果。

性价比高

铣削成本可能很高。另一方面,雕刻更经济。采用皮带驱动设计的数控铣削主轴经证明价格实惠。投资铣削需要资金。雕刻机成本较低。然而,两者都在各自的领域提供了价值。

维护方便

维护对于延长使用寿命起着重要作用。铣床面临磨损。雕刻工具需要定期检查。对于皮带驱动主轴,维护非常简单。

定期检查确保长期使用。铣削需要一致的校准;雕刻需要精密检查。适当的护理可以提高效率。

齿轮传动主轴

高扭矩

在铣削中,机器去除材料。在雕刻中,工具会在表面上进行标记。铣削需要高扭矩。高扭矩意味着切割材料的动力更大。金属等材料需要这样的能量。 数控铣削 使用齿轮驱动主轴来提供这种动力。

高扭矩确保深度、高效的切削。铣削和雕刻的主要区别在于用途和功率。

齿轮比

CNC 主轴的齿轮比很重要。较高的传动比提供速度变化。铣削需要不同的速度。雕刻需要一致、适中的速度。齿轮驱动主轴的齿轮比会有所帮助。

他们根据任务调整主轴速度。金属铣削可能需要 3:1 的比率。在木头上雕刻可能会使用 1:1 的比例。齿轮比优化了机器的性能。

刚性结构

稳定性在 CNC 操作中至关重要。铣削深入材料。雕刻可形成精细、细致的标记。两者都需要一台稳定的机器。刚性结构提供了这种稳定性。

用于铣削的 CNC 主轴具有坚固的设计。该设计可防止不必要的移动。稳定性确保精确切割。它将铣削的深切口与雕刻的精致标记分开。

噪音水平

机器会产生噪音。不同任务的噪音水平有所不同。深切削铣削会产生更多噪音。 雕刻,精致,更安静。齿轮驱动主轴具有明显的噪音水平。

使用适当的齿轮比可以降低噪音。 CNC 操作员应该了解噪音差异。识别噪音有助于评估机器的健康状况和效率。

 

电动或直驱主轴

零间隙

铣削通过切削使金属成型。雕刻将设计蚀刻到表面上。在铣削中,刀具快速旋转。雕刻使用锋利的工具来雕刻细节。 CNC 主轴确保精确铣削。 RPM、扭矩和速度都很重要。

铣床去除更多材料。雕刻工具钻得不那么深。两者都需要精确的质量结果。然而,铣削优先考虑材料去除。雕刻强调设计的复杂性。

高精准度

铣削依赖于精确的 CNC 主轴。雕刻需要精细的工具运动。铣床雕刻金属块。雕刻师创造出复杂的图案。

精确的转速可确保更好的结果。以微米为单位的公差会产生影响。雕刻追求细致、细腻的线条。铣削的目的是获得干净、光滑的表面。两者都需要高精度的设备。

一体式电机

铣削和雕刻在技术上有所不同。铣削使用力;雕刻需要技巧。集成电机增强了 CNC 主轴性能。对于铣削来说,强大的电机很重要。

雕刻需要一致的速度。 IPM(英寸每分钟)影响最终结果。两者都受益于集成电机设计。可靠的电机可显着减少错误。

恒功率

功率一致性至关重要。铣削始终需要力量。雕刻需要稳定、柔和的力量。恒定功率确保均匀切割。在铣削中,深度和宽度各不相同。

雕刻重视深度的一致性。主轴的HP(马力)影响工作质量。保持动力可确保在这两方面都取得一流的结果。

运行平稳

CNC 主轴平稳运行是关键。在铣削中,它可以防止毛边。雕刻需要它来实现清晰的设计。振动会破坏这两个过程。正确的轴承和设计至关重要。

铣削力求避免颤动。雕刻可防止蚀刻不均匀。主轴平稳运行可增强这两种结果。正确的维护可确保最佳性能。

 

高频主轴

快速旋转

在数控铣削中,快速旋转有助于快速去除材料。另一方面,雕刻需要精度。铣削使用高转速。雕刻使用较低的转速。高速旋转有助于铣削。雕刻需要控制速度。

速度使这两个过程有所不同。 RPM 代表每分钟转数。铣削通常需要超过 8,000 RPM。雕刻可能使用低于 2,000 RPM 的转速。

电主轴

电主轴提供稳定的动力。铣削比雕刻需要更多的动力。功率决定材料去除量。雕刻追求精细的细节。高瓦数有利于铣削。

雕刻可能使用低功率主轴。瓦特是功率单位。铣削可使用 5kW 主轴。雕刻时常使用1kW以下的功率。

精准雕刻

精度是 CNC 操作的关键。铣削去除散装材料。雕刻涉及复杂的细节。切削深度不同。铣削深度可以达到 3 毫米。

雕刻可能很浅,可能是 0.5 毫米。深度影响最终产品。铣削旨在去除材料。雕刻讲究精细。

减少热量

热量会影响 CNC 操作。铣削产生更多热量。雕刻产生的热量较少。冷却液在铣削中至关重要。雕刻可能并不总是需要冷却液。

温度控制至关重要。过热会损坏材料。铣削通常需要 15°C 的冷却液。雕刻可以与环境空气一起进行。

轻量化设计

主轴重量影响性能。铣削可能使用较重的主轴。雕刻得益于轻质主轴。重量影响机动性。铣削需要稳定性。雕刻追求灵活性。铣削主轴可能重 10 公斤。

一个雕刻主轴仅重 2 公斤。重量保证了加工效率。轻量级有助于精确完成任务。重量级有助于稳健的任务。

 

选择铣削数控主轴时要考虑的因素! 

主轴转速及功率

最大转速

用于铣削的 CNC 主轴通常具有较宽的最大转速范围。选择正确的 RPM 取决于您的项目。例如,12,000 至 24,000 之间的 RPM 值适合许多铣削任务。较高的转速可实现更快的切割速度。

额定功率

CNC 主轴具有各种额定功率,通常以千瓦为单位。常见额定值包括 3.5 kW、5 kW 和 7.5 kW。更高的额定功率意味着主轴可以处理更坚硬的材料和更苛刻的任务。

扭矩曲线

分析扭矩曲线。扭矩(以 Nm 为单位)代表主轴的强度。平坦的扭矩曲线可确保所有速度下的力一致。一致性对于精确铣削操作至关重要。

电机类型

不同的主轴配备不同的电机。交流和直流是两种主要的电机类型。交流电机,运行平稳且需要较少的维护。另一方面,直流电机通常更节能。

 

锥度尺寸和类型

精度在铣削中仍然至关重要。主轴的锥度将其连接到刀架。了解选择正确的锥度尺寸和类型以获得最佳结果的重要性。

BT锥度

源自日本的BT Taper设计,比例为7:24。全球制造业都因其高精度而重视 BT。 BT 深受亚洲青睐,可确保铣削操作的准确性。

猫锥度

CAT Taper 是美国产品,其比例也为 7:24。 CAT 以其 V 形法兰而著称,可提供坚固的工具固定力。美国的工业界更喜欢 CAT,因为它的可靠性。

HSK类型

高速键 (HSK) 提供更高的精度。欧洲设计青睐 HSK,因为其较短的设计和双触点。 HSK 确保快速换刀,提高效率。

主轴接口

界面在工具交换中起着关键作用。强大的接口保证了高速运行期间的稳定性。确保接口适合您的铣床以获得最佳效果。

 

冷却方式(风冷或液冷)

空气喷射

大多数数控机床都采用喷气方法。引导气流有助于清除切屑和灰尘。鼓风方法具有成本效益,需要最少的维护,并提供一致的性能。

冷却液通道

在高速 CNC 操作中,冷却液通道变得至关重要。该通道引导冷却液,确保有效排屑和最佳切削条件。 CNC 专家通常更喜欢用它来完成复杂的铣削任务。

散热

高效散热对于数控铣削至关重要。过热会影响精度。因此,选择具有卓越散热能力的主轴至关重要。

温度控制

一致的温度控制可确保使用寿命和准确性。液冷主轴通常比风冷主轴提供更好的温度调节。他们可能需要额外的设备,例如冷却器。

 

轴承类型及排列

角接触

选择角接触轴承进行高速运行。精度是他们的标志,确保铣削任务的准确性。专业人士更喜欢它们,因为它们能够处理径向和轴向载荷。

滚子轴承

滚子轴承以其坚固性而闻名,在要求重载能力的应用中表现出色。与球轴承不同,滚子轴承将负载分布在更大的区域,从而提高其使用寿命和性能。在铣削中,它们是高负荷任务的选择。

预载设定

预紧力决定了轴承布置的紧密度。正确的预载设置至关重要。太高,您将面临轴承过早失效的风险。可能会导致铣削过低且不准确。最佳预载提高了主轴刚度和精度。

轴承润滑

润滑可防止轴承磨损。油脂和油是主要的润滑形式。润滑脂简单且使用寿命长,适用于密封轴承设置。

油通常与外部系统一起使用,可提供更好的冷却效果,特别是对于高速铣削主轴。

 

保养要点! 

· 定期检查

铣削使用旋转刀具对材料进行雕刻。另一方面,雕刻将设计蚀刻到表面上。 RPM、进给速率和刀具直径影响铣削。

雕刻深度和尖端宽度决定了设计的清晰度。定期检查 CNC 主轴的铣削部件,如夹头、电机和皮带。确保所有部件正常工作。高效的运营带来精确的结果。

· 清洁度

碎片会损害铣削过程。雕刻需要干净的表面以实现清晰的设计。灰尘、刨花和润滑剂会积聚。

定期使用压缩空气清洁主轴。确保工作空间没有障碍物。清洁的 CNC 主轴可延长使用寿命并获得一致的结果。

· 振动检查

振动影响铣削精度。在雕刻中,它会影响设计的清晰度。 CNC 主轴应运转平稳。过度振动可能表明存在问题。

使用加速度计测量主轴振动。如果振动超过 0.01g,请咨询技术人员。稳定性确保铣削和雕刻的准确性。

· 对准测试

对齐至关重要。铣削需要垂直于工件的刀具。雕刻需要精确的刀具路径。使用千分表进行对准测试。主轴应与机器轴线对齐。错位会导致切割不均匀。正确的对准可确保最佳的 CNC 主轴性能。

· 轴承更换

轴承使主轴能够平稳旋转。他们磨损了。铣削和雕刻精度取决于它们。聆听是否有异常声音。

高音调的声音表明轴承有问题。每运行 6,000 小时更换一次轴承。使用高品质轴承可确保使用寿命和一致的性能。

标准

重要性

频率

所需工具

需求指标

如果忽略的话可能会出现问题

最佳实践

定期检查

高的

每月

检查清单、仪表

异常噪音、视觉磨损

停机时间增加,性能不佳

定期检查、详细记录

清洁度

缓和

每周

清洁用品, 鼓风机

灰尘堆积、残留物

效率降低,磨损增加

使用适当的清洁剂

振动检查

高的

双周刊

振动分析工具、传感器

异常振动

错位、早期失败

定期监控,即时响应

对准测试

批判的

季刊

激光对准工具,水平仪

输出不规则、未对准

精度降低、部件应力

精确对准,定期测试

轴承更换

多变的

如所须

轴承、扳手套件

噪音增加、摩擦

系统故障、部件被扣押

优质轴承,及时更换

维护要点表!

 

润滑和冷却系统!

 

· 油雾

铣削使用旋转刀具去除材料。雕刻采用尖头工具进行切割设计。铣削时,转速高达 12,000 RPM。

另一方面,雕刻工具的转速为 30,000 RPM。铣削通常涉及大型数控机床。雕刻机往往较小。

· 润滑脂填充

铣削是对固体材料进行成型,而雕刻则是在表面上进行蚀刻。铣削依靠 CNC 主轴来保证精度。雕刻需要精细的工具运动。铣削深度可达6mm。雕刻深度很少超过 0.5 毫米。

· 冷却液类型

铣削利用高扭矩进行重切削。雕刻所需的力较小,但细节较多。铣削通常使用钢或铝等材料。雕刻更喜欢较软的材料,例如黄铜。用于铣削的 CNC 主轴可处理比雕刻任务更繁重的操作。

· 流量

铣削可确保通过切削路径去除材料。雕刻遵循预设的图案或设计。铣刀的尺寸从1mm到40mm不等。雕刻工具保持细长,约为 0.1 毫米至 3 毫米。

· 温度监测

铣削由于深切削而产生大量热量。雕刻是一种表面操作,产生的热量较少。铣削使用乳液等冷却剂。雕刻时常使用气雾进行冷却。适当的温度控制可确保 CNC 主轴的使用寿命。

 

主轴维修和更换! 

cnc Spindle Repairs

· 磨损分析

铣削使用旋转刀具来雕刻材料。另一方面,雕刻将设计刻在表面上。对于铣削,CNC 主轴通常需要 8,000 至 30,000 的 RPM。雕刻工具通常需要较低的速度。

铣削主轴因持续旋转而面临磨损。定期检查有助于保持主轴的最佳转速范围。

· 轴重磨

在铣削过程中,轴会受到磨损。雕刻不会施加相同的力。用于铣削的 CNC 主轴中的轴需要重新磨削。

典型的铣削主轴轴的尺寸为直径 50 毫米、长度 200 毫米。重新研磨可确保轴的尺寸保持在设定参数范围内,从而确保精度。

· 轴承更换

轴承在铣削中发挥着关键作用。雕刻对它们的依赖较少。铣削主轴需要坚固的轴承,通常分类为 P4 或 ABEC-7 级。连续铣削操作会磨损这些轴承。更换轴承可确保主轴保持稳定性和精度。

· 平衡测试

平衡对于铣削至关重要。雕刻对平衡的要求较低。用于铣削的 CNC 主轴必须具有 G2.5 平衡等级,转速高达 25,000 RPM。

平衡测试可确保主轴运行时不会出现过度振动,从而保护机械和工件。

· 重组

铣削操作使用与雕刻不同的工具。雕刻注重细节,而铣削则优先考虑材料去除。用于铣削的 CNC 主轴需要定期更换刀具。

刀架、夹头和拉钉是经常更换的部件。更换刀具可确保铣削任务的高效、准确和平稳操作。

 

结论

掌握铣削 CNC 主轴可确保无可挑剔的加工结果。事实证明,彻底掌握选择和维护是非常宝贵的。正确的主轴选择可以提高性能。如需更多详细信息和一流的铣削解决方案,请访问 数控杨森。保持领先,保持信息灵通。

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