电主轴技术讲座第六讲电主轴的选用

15 000 油 - 气 水
≤3
111
15 000 油 - 气 水
≤4
114
13 800 油脂 水
≤3
142
13 000 油脂 水
≤3
142
· 80 ·
制造技术与机床 2003 年第 12 期
Function Unit s 功能部件
型 号
(表 3 续)
套筒 功率 ( S 1/ S 6 计算速度 转矩 ( S 1/ S 6 直径 = 40 %) 最高转速 = 40 %) 刀具接口 / mm / kW / (r/ min) / N·m
HSK - E63 HSK - E100 HSK - E100
BB T40
BB Y50
BB T40
170/ 370
170/ 435
170/ 341
230/ 500
250/ 500
300/ 798
52
63
44
150
200
300
4 500 4 500/ 6 000 4 500 4 500/ 6 000 4 500/ 6 000 4 500/ 6 000
13 46 4. 2
锥度 类型
HS K SKI ,BB T
HSK - E40 S KI30
(套筒直径/ mm) / (长度/ mm) 120/ 338
重量/ kg
23
主轴冷却量/ (kcal/ h)
2 000
HF140 140A/ Z 30 000 24 000 24 000
14 32 7. 6 HSK - E40 S KI30 140/ 381 38 2 000
1 200 15 000
1 800 15 000
1 800 15 000
1 000 12 000
1 300 12 000
1 600 15 000
160/ 191 HSK - A63 18 000 95. 5/ 127 HSK - A63 14 000 95. 5/ 127 HSK - A63 18 000 95. 5/ 124 ISO - B40 12 000 139/ 169 HSK - A63 18 000 238/ 310 HSK - A100 45 000
( min/ max)
松刀力 /N
润滑 方式
加 、减 冷却 速时间
/s
重量 (约) / kg
HVC - 140 - 10 - 42 140 10/ 113 HVC - 170 - 20 - 24 170 20/ 29 HVC - 185 - 14 - 18 185 14/ 15. 5 HVC - 188 - 11 - 12 188 11/ 15 HVC - 188 - 15. 5 - 18 188 15. 5/ 19 HVC - 212 - 12 - 20 212 12/ 16 HVC - 230 - 24 - 24 230 24/ 31 HVC - 230 E - 20 - 12 230 20/ 24 HVC - 230 E - 20 - 12 230 20/ 24
重量 (约) / kg 140
114
114
104
140
225
表 4 意大利 GAMFIOR 公司铣床和加工中心用电主轴型号和主要规格
套筒 直径
D/ mm
主轴 型号
最高转速/ (r/ min)
油 - 气润 油脂润 油脂润 滑配钢 滑配陶 滑配钢 球轴承 瓷轴承 球轴承
32 FL32 92 000 82 000 60 000
10/ 25 000 12/ 22 000 13. 5/ 25 000
— —
冷却 量/ (L/ mm)
— — 0. 5 0. 5/ 1 1 1 1. 5
1. 5/ 2
2. 5/ 3 3/ 3. 5
3. 5/ 4
3/ 3. 5
4/ 5 4/ 5 5/ 6 6/ 7
6/ 7
ISO
锥度类型 HS K
GA MFI
10 000
21 000
17 000
17 000
16 000
10 000
8 000
25
30
30
30/ 40
30/ 50
30/ 55
81
95
107
185
142/ 162
150
16
29
16
71/ 95
143/ 150
310
HSK - E50 —
HSK - E63 BB T40
HSK - E63 HSK - E50
15 000 42 000
9 000 24 000
2 480 18 000
1 000 12 000
2 500 18 000
1 700 20 000
3 840 24 000
1 200 12 000
1 200 12 000
6. 4/ 8. 3 HSK - E40 6 800 21/ 30. 8 HSK - A63 18 000
6/ 7 9/ 12 9/ 15 9/ 15 9/ 15 5/ 13 8/ 12 8/ 12 8/ 12
8 100 油 - 气 水
≤3
35
13 500 油 - 气 水
≤3
55
14 700 油 - 气 水 ≤1. 5 77
14 700 油脂 水 ≤2. 5 90
14 700 油 - 气 水 ≤1. 5 77
14. 1 24 000 20
8. 0
200
22. 4 24 000 30
12. 0
200
19. 1 16 000 24
14. 3
220
31. 0 12 000 16
12. 7
240
径向静 态刚度/ ( N/μm)
200
200
300
370
制造技术与机床 2003 年第 12 期
· 79 ·
功能部件 Function Unit s
(1) 从最终用户的实际需要出发 ,切忌盲目地“贪 高 (高转速) 求大 (大功率) ”,以免造成性能冗余 、资金 浪费 、维护费事 ,以致后患无穷 。
(2) 根据实际可行的切削规范 ,对多个典型工件的 多个典型工序多做计算 ,少“拍脑袋”,或只是粗略地估 算。
(3) 不要单纯依靠样本来选用 ,而应多与供应商的
销售服务专家深入交谈 ,向他们交实际应用的“底”,多 听取他们有根据的有益建议 。经常有这样的情况 :在 他们详尽了解用户需求后 ,他们会对其标准产品略加 修改 ,即可提出能满足用户一些特殊需求的最佳方案 。
(4) 注意正确选择轴承类型与润滑方式 。在满足 需求条件下 ,应尽量选用陶瓷球混合轴承与永久性油 润滑的组合 ,这样可省去润滑部件并简化维护 。
拉刀力 /N
液压压力 / MPa
( min/ max)
HVC - 230 E - 20 - 15 230 20/ 24 HVC - 230 E - 18 - 15 230 18/ 24 HVC - 230 E - 18 - 15 230 18/ 24 HVC - 230 E - 10 - 12 230 10/ 13 HVC - 240 - 19 - 12 240 19/ 23 HVC - 287 - 40 - 15 287 40/ 52
54/ 60 HSK - A63 18 000 110/ 143 HSK - A63 18 000
60/ 73 HSK - A63 18 000 67. 5/ 90 HSK - A63 18 000
60/ 77 HSK - A63 20 000 160/ 191 ISO - B40 14 000 160/ 191 HSK - A63 18 000
FP150 22 000 19 000 14 000 FL170 25 000 22 000 16 000 170 FM170 20 000 18 000 12 000 FP170 12 000 10 000 8 000
A 0. 3/ 92 000 0. 33/ 80 000 1. 6/ 80 000
100 FM100 45 000 40 000 30 000
FL120 42 000 38 000 27 000 120 FM120 32 000 28 000 20 000
FP120 24 000 18 000 15 000
FL150 32 000 28 000 21 000 150 FM150 25 000 22 000 16 000
表 2 瑞士 IBAG公司矢量控制的电主轴型号和主要规格
主轴类型
HF120
主轴型号
120. 2A/ Z
最高 转速/ (r/ min)
油 - 气润滑混合轴承 油 - 气润滑钢轴承 油脂润滑混合轴承
恒功率 ( S 1) / kW 峰值功率/ kW
计算速度前的转矩 ( S 1) / N·m
40 000 32 000 32 000
2/ 80 00wenku.baidu.com 2. 5/ 70 000
3/ 60 000 5/ 50 000 5. 5/ 45 000 8. 5/ 42 000 10/ 32 000 11. 5/ 24 000
10/ 20 000 13. 5/ 12 000 14. 5/ 12 000
17/ 15 000 20/ 15 000 20/ 9 000
HF170
HF230
HF250
HF300
170. 0A/ Z 170. 4A/ Z 170. 5A/ Z 230. xA/ Z 250. xA/ Z 300. 4A/ Z
25 000
24 000
30 000
24 000
15 000
12 000
21 000
20 000
24 000
20 000
12 000
(功率/ 转速) / [ kW/ (r/ min) ]
B — — — — — — — — — — —
10/ 25 000
13. 5/ 12 000 14. 5/ 18 000
17/ 20 000 18/ 20 000
18/ 12 000
C — — — — — — — — — — —
8/ 32 000
1709/ 24 E63 MFW - HSK
230 693 5 000 32 61. 1 14 500 34 2305/ 24 A - E63 MFW - HSK
260 807 1 400 24 163. 7 12 000 24 2603/ 16 A - 63 MFW - HSK
320 757 930 28 187. 5 8 000 26 3201/ 12 A - E63
最大 输出 功率
/ kW
最大 转矩 / N·m
恒功率 段最高 转速/ (r/ min)
恒功率 段最大 功率
/ kW
恒功率 段最高 转速转矩 / N·m
最高 转速/ (r/ min)
最高转 速时输 出功率
/ kW
最高转 速时输 出转矩 / N·m
轴向静
态刚度/ ( N/μm)
MFW - HSK 170 591. 5 9 000 20 21. 2 13 500 20
7. 5/ 12 8/ 12 8/ 12
8. 5/ 11 9/ 13 8/ 8. 5
松刀力 /N
润滑 方式
加 、减 冷却 速时间
/s
13 000 油 - 气 水
≤3
15 900 油脂 水
≤3
13 800 油脂 水
≤3
13 800 油脂 水
≤3
15 000 油脂 水
≤1
31 000 油 - 气 水
≤2
45 FL45 80 000 70 000 50 000
FL60 80 000 70 000 50 000 60
FM60 80 000 70 000 50 000
FL80 70 000 60 000 45 000 80
FM80 60 000 54 000 40 000
FL80 50 000 45 000 32 000
表 3 瑞士 STEP - TEC 公司铣床和加工中心用电主轴型号和主要规格
型 号
套筒 功率 ( S 1/ S 6 计算速度 转矩 ( S 1/ S 6 直径 = 40 %) 最高转速 = 40 %) 刀具接口 / mm / kW / (r/ min) / N·m
拉刀力 /N
液压压力 / MPa
·电主轴技术讲座·Seminar on Motorized Spindle
第六讲 电主轴的选用
Le sson Ⅵ Selection of Motorized Spindle
周延 李中行
Function Unit s 功能部件
在前面的叙述中 ,已多处提到电主轴的选用问题 。 实际上 ,选用电主轴最重要的是选定其最高转速 、额定 功率和转矩及其与转速的关系 。根据切削规范计算所 需的转速 、转矩和功率是每个设计师都胜任的工作 。 这里只提出几点注意事项 :
GMN 公司提出的选用电主轴的计算流程见图 1 , 仅供参考 。
表 1～表 5 所列为国内外几家公司的 、主要应用 于加工中心和高速铣床的电主轴的品种和主要规格 , 供参考 。
表 1 瑞士 FISCHER 公司矢量控制驱动电主轴型号和主要规格
主轴型号
刀柄
套筒 直径
/ mm
套筒 长度
/ mm
计算 速度/ (r/ min)