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日本精工开发成功旋转速度5万/min的机床用主轴 |
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| http://cn.newmaker.com
11/7/2008 9:32:00 AM
日经BP社
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 日本精工开发成功世界最高旋转速度5万/min的机床用主轴“50,000/min主轴”，并在“第24届日本国际机床展（JIMTOF2008）”（2008年10月30日～11月4日，东京有明国际会展中心）上参考展出（图）。如果可实用，则原来从低速重切削到高速精加工，需要不同机床分别加工的所有工序均可在一台机床上完成。据该公司表示，投产日期在一年到一年半之后。
此次在实现超高速旋转过程中，为了防止热附着等发热引起的故障，在轴承外轮的内侧嵌入了MEMS传感器，目的是监测温度。而通常监测使用的是热电偶。此次之所以采用MEMS传感器，是因为MEMS传感器比热电偶的响应速度快，可提高检测异常的精度。虽然MEMS传感器作为预防保全措施会发挥良好的效果，但“量产性是今后要解决的课题”（该公司）。
解决发热问题，仅靠温度监测是不够的。需要随主轴的状态变化减小发热变动，因此采取了两项措施。一是提高润滑油的排出性。在超高速旋转过程中，润滑油会因旋转形成的离心力而滞留在主轴内部。因此需要在外轮上设计沟（吸引沟）和孔（吸引孔）并设吸引装置，以快速强制排出可能滞留的润滑油。
第二项措施是极力控制润滑油的供给量。在此前的润滑系统中，由于每次的润滑油吐出量多达0.01～0.03mL，在超高速旋转指标下，配管内油量的脉动会引发轴承发热的脉动。所以此次采用了每次吐油量在0.001mL以下的“超减油区润滑系统”，实现了润滑油的均匀供给。这样，在提高轴承可靠性的同时，降低了轴承的热位移。
像此次这样提高主轴的最高转速，通常要降低增压设定，以减少发热造成的伸展的影响。但这样做，低速区域的刚性会下降（粗加工能力下降），因此需要使用“高速专用主轴”。为解决这一问题，该公司新开发了增压切换装置。具体地，在低速区域（0～1万/min）增压3000N，中速区域（1万～2万5000/min）为2100N，高速区域（2万5000～5万/min）为1400N，由此，同时兼顾了低速时的重切削和高速时的加工能力。
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