ตามคำจำกัดความใน GB/T 12204-2010 กล่องสปินเดิลเป็นส่วนประกอบรูปทรงกล่องที่บรรจุสปินเดิล กล่องสปินเดิลเป็นส่วนประกอบสำคัญของเครื่องมือกล ใช้เพื่อจัดเรียงแกนหมุนของเครื่องมือกล ชิ้นส่วนส่งกำลัง และกลไกเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้อง กล่องสปินเดิลเป็นส่วนประกอบการส่งกำลังที่ซับซ้อน รวมถึงชุดสปินเดิล กลไกการถอยหลัง กลไกการส่งกำลัง อุปกรณ์เบรก กลไกการทำงาน และอุปกรณ์หล่อลื่น หน้าที่หลักคือการรองรับสปินเดิลและหมุนเพื่อให้ทราบถึงการทำงานของการสตาร์ท การเบรก การเปลี่ยนความเร็ว และการย้อนกลับของสปินเดิล
(บทความนี้เลือกมาจากบทที่ 2 ส่วนที่ 3 ของ "คู่มือการเลือก Machining Center" กล่อง Spindle ของ Machining Center)
ส่วนประกอบสปินเดิลของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ประกอบด้วยส่วนประกอบกำลังของสปินเดิล ระบบส่งกำลัง และส่วนประกอบของสปินเดิล นี่เป็นหนึ่งในองค์ประกอบการดำเนินการที่สำคัญของการเคลื่อนตัวขึ้นรูปของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ ดังนั้นส่วนประกอบสปินเดิลของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์จึงจำเป็นต้องมีความแม่นยำในการทำงานสูง คงความแม่นยำในระยะยาว และการทำงานในระยะยาว เสถียรภาพที่แม่นยำ
โดยปกติแล้วแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์จะใช้เป็นเครื่องมือเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ และความแม่นยำในการทำงานของส่วนประกอบสปินเดิลจะเป็นตัวกำหนดความแม่นยำในการตัดเฉือนของเครื่องมือกล โดยทั่วไปมีสองวิธีในการประเมินความแม่นยำในการทำงานของเครื่องมือกล: การตรวจสอบแบบคงที่และการตรวจสอบแบบไดนามิก การตรวจสอบแบบคงที่หมายถึงการทดสอบการหมุนหนีศูนย์ของพื้นผิวการกำหนดตำแหน่งและพื้นผิวการทำงานของส่วนประกอบสปินเดิลแต่ละชิ้น เมื่อหมุนสปินเดิลด้วยความเร็วต่ำหรือด้วยตนเอง การตรวจสอบแบบไดนามิกจำเป็นต้องใช้เครื่องมือบางอย่างเพื่อทดสอบความแม่นยำในการหมุนของสปินเดิลโดยใช้วิธีการตรวจจับแบบไม่สัมผัสที่ความเร็วพิกัดของสปินเดิลของเครื่องมือกล เนื่องจาก Machining Center มักจะมีฟังก์ชันการเปลี่ยนเครื่องมืออัตโนมัติ และเครื่องมือจะถูกขันให้แน่นโดยกลไกการตึงที่ติดตั้งภายในแกนหมุนของ Machining Center ผ่านที่จับเครื่องมือพิเศษ ความแม่นยำในการหมุนของแกนหมุนจะต้องคำนึงถึงข้อผิดพลาดที่เกิดจากข้อผิดพลาดในการตัดเฉือนของ พื้นผิวการวางตำแหน่งผู้ถือเครื่องมือ
1. ข้อกำหนดที่ระบบส่งกำลังหลักควรปฏิบัติตาม
เครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์เป็นเครื่องมือกล CNC ที่มีความคล่องตัวสูง มีขอบเขตการใช้งานกว้าง และประสิทธิภาพการประมวลผลสูง ดังนั้นระบบส่งกำลังหลักจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสี่ประการ ประการแรก มีช่วงความเร็วที่กว้าง ประการที่สอง ไม่เพียงแต่มีกำลังและแรงบิดเพียงพอเท่านั้น แต่ยังสามารถตอบสนองข้อกำหนดในการรักษากำลังคงที่ภายใต้สภาวะความเร็วสูง (สูงกว่าความเร็วที่คำนวณได้) และการรักษาแรงบิดคงที่ภายใต้สภาวะความเร็วต่ำ (ต่ำกว่าความเร็วที่คำนวณได้) ประการที่สาม ส่วนประกอบของกล่องแกนหมุนควรมีความแข็งแรง ความแข็ง และความต้านทานการสั่นสะเทือนเพียงพอ ประการที่สี่การทำงานราบรื่นและมีเสียงรบกวนต่ำ
2. โครงสร้างทั่วไปของกล่องแกนหมุนและแกนหมุนไฟฟ้า
1. โครงสร้างทั่วไปของกล่องแกนหมุน
(1) กล่องแกนหมุนสายพานโพลีวีแบบขั้นตอนเดียว กำลังมอเตอร์หลักของกล่องแกนหมุนต่ำกว่า 7.5kW มักใช้แบบฟอร์มการส่งผ่านสายพานโพลีวีขั้นแรก (สายพานร่องวีคอมโพสิต) มอเตอร์หลักจะเคลื่อนผ่านรอกสายพาน poly-V คู่หนึ่งและสายพาน poly-V สายพานเชื่อมต่อกับเพลาหลัก และใช้วิธีการส่งผ่านแบบลดความเร็วเพื่อเพิ่มแรงบิด
(2)) กล่องแกนหมุนเกียร์โดยทั่วไปจะใช้กลุ่มส่วนขยายขั้นแรกเพื่อเพิ่มช่วงความเร็วและปรับปรุงแรงบิดที่ความเร็วต่ำ เนื่องจากมีเพียงสองเกียร์เท่านั้นสูงและต่ำกลไกการส่งกำลังจึงค่อนข้างง่าย
(3) กล่องแกนหมุนคู่โดยตรง กล่องแกนหมุนคู่ตรงหมายถึงกล่องแกนหมุนที่มอเตอร์แกนหมุนและแกนหมุนเชื่อมต่อกันโดยตรง มีวิธีการเชื่อมต่อโดยตรงสองวิธีสำหรับกล่องสปินเดิลแบบไดเร็กคัปเปิ้ล วิธีแรกคือมอเตอร์หลักเชื่อมต่อกับสปินเดิลผ่านคัปปลิ้ง อีกประการหนึ่งคือมอเตอร์หลักถูกสร้างเป็นกล่องสปินเดิล โรเตอร์ได้รับการออกแบบให้เป็นสปินเดิล และสเตเตอร์ถูกติดตั้งในกล่องสปินเดิลด้านใน
2. แกนหมุนไฟฟ้า
สปินเดิลของเครื่องมือกลหมายถึงแกนบนเครื่องมือกลที่ขับเคลื่อนชิ้นงานหรือเครื่องมือให้หมุน โดยปกติจะประกอบด้วยแกนหมุน แบริ่ง และชิ้นส่วนระบบส่งกำลัง (เกียร์หรือรอก) ด้วยการพัฒนาและปรับปรุงอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการส่งผ่านไฟฟ้า โครงสร้างทางกลของระบบส่งกำลังหลักของเครื่องมือเครื่อง CNC ความเร็วสูงได้ถูกทำให้ง่ายขึ้นอย่างมาก และการส่งผ่านลูกรอกและการส่งผ่านเกียร์ก็ถูกกำจัดออกไป สปินเดิลของเครื่องมือกลถูกขับเคลื่อนโดยตรงด้วยมอเตอร์ในตัว โครงสร้างการส่งผ่านที่สปินเดิลมอเตอร์และสปินเดิลของเครื่องมือกลถูก "รวมเข้าด้วยกัน" นี้เรียกว่า "สปินเดิลไฟฟ้า" ทำให้ส่วนประกอบของสปินเดิลเป็นอิสระจากระบบส่งกำลังของเครื่องมือกลและโครงสร้างโดยรวม
แกนหมุนไฟฟ้าไม่เพียงแต่มีข้อดีของโครงสร้างที่กะทัดรัด น้ำหนักเบา ความเฉื่อยต่ำ เสียงต่ำ และการตอบสนองที่รวดเร็ว แต่ยังมีความเร็วในการหมุนสูงและกำลังสูง ซึ่งสามารถลดความซับซ้อนในการออกแบบเครื่องมือกลและอำนวยความสะดวกในการวางตำแหน่งแกนหมุน เป็นโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดในชุดสปินเดิลความเร็วสูง แบริ่งแกนหมุนไฟฟ้าใช้เทคโนโลยีแบริ่งความเร็วสูง ทนต่อการสึกหรอและทนความร้อน และมีอายุการใช้งานมากกว่าตลับลูกปืนแบบเดิมหลายเท่า รูปที่ 2-26 แสดงสปินเดิลไฟฟ้าจริง
รูปภาพ
รูปที่ 2-26 สปินเดิลไฟฟ้าตามจริง
ตารางที่ 2-2 แสดงพารามิเตอร์ของแกนหมุนไฟฟ้าของศูนย์เครื่องจักรกลบางยี่ห้อ ดังที่เห็นได้จากตาราง ขึ้นอยู่กับวัสดุและกระบวนการแปรรูป แมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์รุ่นเดียวกันสามารถใช้สปินเดิลไฟฟ้าที่มีความเร็วและแรงบิดต่างกันได้ การเกิดขึ้นของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบสองสปินเดิลหรือแบบหลายแกนได้ปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลของแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ให้ดียิ่งขึ้น
ตาราง 2-2 พารามิเตอร์แกนหมุนไฟฟ้าของศูนย์เครื่องจักรกลบางยี่ห้อ
รูปภาพ
สปินเดิลแบบใช้มอเตอร์มักต้องใช้สื่อที่แตกต่างกันในการทำงาน ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องฉีดอากาศอัดเพื่อให้เกิดการซีลอากาศของสปินเดิล ต้องใช้น้ำหล่อเย็นเพื่อทำให้ภายในสปินเดิลเย็นลง และต้องฉีดน้ำมันไฮดรอลิกเพื่อให้จับยึดที่ยึดเครื่องมือได้ ดังนั้น ส่วนประกอบสำคัญของข้อต่อแบบหมุนจึงจำเป็นต้องผ่านตัวกลางที่ปลายด้านหลังของสปินเดิลที่กำลังหมุน รูปที่ 2-27 แสดงข้อต่อแบบหมุนจริง
รูปภาพ
รูปที่ 2-27 ข้อต่อแบบหมุนจริง
หลักการของข้อต่อแบบหมุนแสดงไว้ในรูปที่ 2-28 ตัวกลางจะผ่านท่อคงที่ P1 และ P2 ไปยังส่วนประกอบ 2 ของข้อต่อแบบหมุน ส่วนประกอบ 2 ยังคงคงที่ และส่วนประกอบ 1 สามารถหมุนได้ด้วยเพลาหลัก สามารถรับรู้ได้ทั้งองค์ประกอบ 1 และ 2 การผ่านของตัวกลางสามารถรับประกันการปิดผนึกที่ดี ข้อต่อแบบหมุนชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสปินเดิลประเภทต่างๆ เป็นที่น่าสังเกตว่าเนื่องจากการส่ายที่ปลายด้านหลังของสปินเดิล ชิ้นส่วนนี้จะเสียหายหลังจากใช้งานไประยะหนึ่ง หากแกนหมุนมีการเบี่ยงเบนหนีศูนย์มาก มันจะเร่งความเสียหายของข้อต่อที่กำลังหมุน
