主軸轉速n的確定
主軸轉速根據允許的切削速度和工件(或刀具)直徑來(lái)選擇。計算公式:n=1000v/πD
v-切削速度,單位是m/min,有刀具的耐用度決定
n-主軸轉速,單位為r/min
D-工件直徑或刀具直徑,單位為mm.
切削速度與主軸轉速之間并不是線(xiàn)性關(guān)系,它與銑削參數、主軸轉速、粗糙度等都有關(guān)系。
高速主軸12000min-1,快進(jìn)速度48m/min,電主軸電機輸出功率達11KW,主軸高回轉速度達到10000rpm。主軸電機采用伺服電機確保在低速區的大扭矩輸出,適應鋼件等黑色金屬的重切削,以及高速區的大功率輸出,適應鋁件等有色金屬的加工。
因此,對電主軸生熱機制進(jìn)行計算分析,并在此前提下控制熱源發(fā)熱,找到降低電主軸溫度的措施具有十分重要的意義。
電主軸的有效輸入功率除了轉化為機械功率之外,還有很大一部分轉化為內置電動(dòng)機的熱能,即內置電動(dòng)機工作時(shí)會(huì )發(fā)生機械損耗、電氣損耗、磁損耗產(chǎn)生大量的熱。
研究發(fā)現,在電主軸高速運轉的條件下,假設電動(dòng)機的損耗全部轉化為熱了。有近1/3的發(fā)熱量由電動(dòng)機轉子產(chǎn)生,其余2/3的發(fā)熱量由電動(dòng)機定子產(chǎn)生。
直接轉矩控制是繼矢量控制技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的又一種新型的交流調速技術(shù),其控制思想新穎,系統結構簡(jiǎn)潔明了,更適合于高速電主軸的驅動(dòng),更能滿(mǎn)足高速電主軸高轉速、寬調速范圍、高速瞬間準停的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性的要求,已成為交流傳動(dòng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。
通過(guò)對比可以看出,直接轉矩控制這一控制方式更適合電主軸的驅動(dòng),設計的電主軸直接轉矩控制系統具有良好的動(dòng)靜態(tài)特性,將直接轉矩控制方法應用于電主軸驅動(dòng)控制系統是可行的,較適應高速數控機床驅動(dòng)控制系統的快速響應要求。