Analyse du statu quo de la connotation technique des roulements de machines-outils haute performance dans mon pays

La broche de la machine-outil est le composant principal de la machine-outil et sa fonction est d'entraîner l'outil (meule) ou la pièce à tourner pour obtenir un usinage de précision à grande vitesse. Avec l'amélioration continue des exigences de l'industrie moderne en matière de précision et d'efficacité du traitement des machines-outils, les machines-outils ont des exigences de plus en plus élevées en matière de performances de broche. Le concept traditionnel de broche à grande vitesse a été difficile à décrire pleinement la connotation technique des broches de machines-outils.

La broche de machine-outil haute performance fait référence à une broche de machine-outil avec de bonnes caractéristiques de vitesse, de précision, de rigidité, de puissance et de couple, une fiabilité élevée et des performances de coût élevées dans le but de satisfaire la précision et l'efficacité du traitement.

L'arbre principal de la machine-outil peut être divisé en roulements (roulements à billes à contact oblique, roulements à rouleaux), paliers lisses liquides (paliers à pression dynamique, paliers à pression statique, paliers à pression dynamique et statique), paliers à gaz et paliers de suspension magnétique selon le type de roulement utilisé. Selon la connexion avec le moteur, il peut être divisé en broche mécanique et broche électrique.

La broche électrique est un nouveau type de composant de broche qui intègre la fonction de la broche de la machine-outil à la fonction du moteur. Il élimine le besoin de transmission par courroie ou par engrenage. Il a une vitesse élevée, une haute précision, une large plage de réglage de la vitesse et de faibles vibrations et bruits. , Il présente les avantages d'un démarrage rapide et d'un arrêt précis. Le remplacement des broches mécaniques traditionnelles par des broches électriques constitue une tendance majeure dans le développement de l’industrie des machines-outils.

La broche électrique peut être divisée en broche électrique asynchrone et broche électrique synchrone à aimant permanent selon le type de moteur.

Du point de vue des besoins objectifs de l'industrie des machines-outils, les broches électriques à roulement à billes à contact oblique, les broches électriques à roulement à pression statique liquide (dynamique) et les broches électriques à roulement à gaz sont non seulement au centre du développement du marché, mais également au centre de la recherche universitaire. . Les roulements à billes à contact oblique sont les plus adaptés aux roulements à grande vitesse. Ils présentent les avantages d’une faible résistance au frottement, d’une faible consommation d’énergie, d’un faible coût et d’une sérialisation et d’une normalisation faciles. Ils ont une vitesse limite élevée, une haute précision et une rigidité élevée. Ils sont largement utilisés dans les centres d'usinage, les fraiseuses CNC, les tours, les meuleuses internes et les machines de gravure et de fraisage à grande vitesse. La principale difficulté technique réside dans l’amélioration de la précision, de la durée de vie et de la fiabilité. La broche à pression liquide (dynamique) et statique est soutenue par un film d'huile liquide, qui a un effet significatif d'égalisation des erreurs et d'amortissement et de réduction des vibrations. La précision de rotation est bien supérieure à celle de la broche à roulement. Sa rigidité est élevée, son usure est faible et sa durée de vie est longue. La machine-outil a été largement utilisée, et sa principale difficulté technique réside dans le contrôle de l'échauffement et de la déformation thermique de la broche à grande vitesse. La broche électrique à roulement à gaz est soutenue par un film de gaz, et la précision de rotation et la vitesse limite sont supérieures à celles de la broche piézoélectrique statique liquide (dynamique) et de la broche électrique à roulement. Sa stabilité thermique est bonne et il ne convient pas aux machines-outils d'ultra-précision et aux perceuses de circuits imprimés (PCD). Composants de base indispensables, ses défauts sont une faible capacité de charge et des exigences de processus élevées.

Les roulements à suspension magnétique constituent également un type important de méthode de support de broche, avec une vitesse limite élevée et aucune usure pendant le fonctionnement. La difficulté technique réside dans la manière d’améliorer la rigidité dynamique et les performances d’amortissement pour atteindre une vitesse élevée tout en garantissant une grande précision d’usinage. Le contenu principal de la recherche sur la broche à sustentation magnétique est le contrôle des caractéristiques mécaniques du système et des caractéristiques électromagnétiques.