Según la definición en GB/T 12204-2010, la caja del husillo es un componente con forma de caja que aloja el husillo. La caja del husillo es un componente importante de la máquina herramienta. Se utiliza para organizar el husillo de trabajo de la máquina herramienta, sus piezas de transmisión y los correspondientes mecanismos adicionales. La caja del husillo es un componente de transmisión complejo, que incluye el conjunto del husillo, el mecanismo de inversión, el mecanismo de transmisión, el dispositivo de frenado, el mecanismo operativo y el dispositivo de lubricación. Su función principal es sostener el husillo y girarlo para realizar las funciones de arranque, frenado, cambio de velocidad e inversión del husillo.
(Este artículo está seleccionado del Capítulo 2, Sección 3 de la "Guía de selección del centro de mecanizado" La caja del husillo del centro de mecanizado)
El componente del husillo del centro de mecanizado está compuesto por componentes de potencia, transmisión y husillo. Es uno de los componentes de ejecución importantes del movimiento de conformado del centro de mecanizado. Por lo tanto, se requiere que el componente de husillo del centro de mecanizado tenga una alta precisión operativa, una retención de la precisión a largo plazo y un funcionamiento a largo plazo. Estabilidad de precisión.
Los centros de mecanizado se utilizan habitualmente como máquinas herramienta de precisión y la precisión de funcionamiento de los componentes del husillo determina la precisión del mecanizado de la máquina herramienta. Generalmente existen dos métodos para evaluar la precisión operativa de las máquinas herramienta: inspección estática e inspección dinámica. La inspección estática se refiere a probar el descentramiento de cada superficie de posicionamiento y superficie de trabajo del componente del husillo cuando el husillo gira a baja velocidad o manualmente. La inspección dinámica requiere el uso de ciertos instrumentos para probar la precisión de rotación del husillo utilizando métodos de detección sin contacto a la velocidad nominal del husillo de la máquina herramienta. Dado que los centros de mecanizado suelen tener funciones de cambio automático de herramientas y las herramientas se aprietan mediante un mecanismo tensor instalado dentro del husillo del centro de mecanizado a través de un portaherramientas especial, la precisión de rotación del husillo debe considerar el error causado por el error de mecanizado del Superficie de posicionamiento del portaherramientas.
1. Requisitos que debe cumplir el sistema de transmisión principal
El centro de mecanizado es una máquina herramienta CNC con gran versatilidad, amplio rango de aplicaciones y alta eficiencia de procesamiento. Por tanto, su sistema de transmisión principal debe cumplir cuatro requisitos: primero, que tenga un amplio rango de velocidades; en segundo lugar, no solo tiene suficiente potencia y par, sino que también puede cumplir con los requisitos de mantener potencia constante en condiciones de alta velocidad (por encima de la velocidad calculada) y mantener un par constante en condiciones de baja velocidad (por debajo de la velocidad calculada); en tercer lugar, los componentes de la caja del husillo deben tener suficiente resistencia, rigidez y resistencia a las vibraciones; cuarto, funcionamiento suave y silencioso.
2. Estructura típica de caja de husillo y husillo eléctrico.
1. Estructura típica de la caja del husillo.
(1) Caja de husillo con transmisión por correa Poly-V de una etapa. La potencia del motor principal de la caja del husillo es inferior a 7,5 kW. A menudo se utiliza la forma de transmisión por correa poli-V de primera etapa (correa trapezoidal compuesta). El motor principal pasa por un par de poleas de correa poli-V y una correa poli-V. La correa está conectada al eje principal y se utiliza un método de transmisión de reducción de velocidad para aumentar el par.
(2)) La caja del husillo de transmisión de engranajes generalmente utiliza un grupo de expansión de primera etapa para aumentar el rango de velocidad y mejorar el par a baja velocidad. Como sólo hay dos marchas, alta y baja, el mecanismo de transmisión es relativamente simple.
(3) Caja de husillo de acoplamiento directo La caja de husillo de acoplamiento directo se refiere a una caja de husillo en la que el motor del husillo y el husillo están conectados directamente. Hay dos métodos de conexión directa para cajas de husillo de acoplamiento directo: uno es que el motor principal se conecta al husillo a través de un acoplamiento; la otra es que el motor principal está convertido en una caja de husillo, el rotor está diseñado como un husillo y el estator está instalado en el interior de la caja de husillo.
2. Husillo eléctrico
El husillo de la máquina herramienta se refiere al eje de la máquina herramienta que hace girar la pieza de trabajo o la herramienta. Suele estar formado por un husillo, cojinetes y piezas de transmisión (engranajes o poleas). Con el rápido desarrollo y mejora de la tecnología de transmisión eléctrica, la estructura mecánica del sistema de transmisión principal de las máquinas herramienta CNC de alta velocidad se ha simplificado enormemente y se han eliminado la transmisión por poleas y la transmisión por engranajes. El husillo de la máquina herramienta es accionado directamente por un motor incorporado. Esta estructura de transmisión en la que el motor del husillo y el husillo de la máquina herramienta se "combinan en uno" se denomina "husillo eléctrico". Hace que los componentes del husillo sean independientes del sistema de transmisión y de la estructura general de la máquina herramienta.
El husillo eléctrico no sólo tiene las ventajas de una estructura compacta, peso ligero, pequeña inercia, bajo nivel de ruido y respuesta rápida, sino que también tiene una alta velocidad de rotación y alta potencia, lo que puede simplificar el diseño de las máquinas herramienta y facilitar el posicionamiento del husillo. Es una estructura ideal en unidades de husillo de alta velocidad. El rodamiento del husillo eléctrico adopta tecnología de rodamientos de alta velocidad, es resistente al desgaste y al calor y tiene una vida útil varias veces mayor que la de los rodamientos tradicionales. La figura 2-26 muestra el husillo eléctrico real.
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Figura 2-26 Husillo eléctrico real
La tabla 2-2 muestra los parámetros del electrohusillo de una determinada marca de centro de mecanizado. Como se puede observar en la tabla, dependiendo de los materiales y procesos de procesamiento, un mismo modelo de centro de mecanizado puede utilizar electrohusillos con diferentes velocidades y pares. La aparición de centros de mecanizado de doble husillo o incluso de múltiples ejes ha mejorado aún más la eficiencia de procesamiento de los centros de mecanizado.
Tabla 2-2 Parámetros del husillo eléctrico de una determinada marca de centro de mecanizado
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Los husillos motorizados a menudo requieren diferentes medios para funcionar. Por ejemplo, se debe introducir aire comprimido para lograr el sellado del aire del husillo, se debe introducir agua de refrigeración para enfriar el interior del husillo y se debe introducir aceite hidráulico para lograr la sujeción del portaherramientas. Por lo tanto, se requiere que el componente clave de la junta giratoria pase el medio por el extremo posterior del husillo giratorio. La figura 2-27 muestra la junta rotativa real.
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Figura 2-27 Junta rotativa real
El principio de la junta rotativa se muestra en la Figura 2-28. El medio pasa a través de las tuberías fijas P1 y P2 al componente 2 de la junta rotativa. El componente 2 permanece fijo y el componente 1 puede girar con el eje principal. Se pueden realizar ambos componentes 1 y 2. El paso del medio puede asegurar un buen sellado. Este tipo de junta rotativa se utiliza ampliamente en varios tipos de husillos. Vale la pena señalar que debido al descentramiento en el extremo posterior del eje, esta pieza se dañará después de un período de uso. Si el propio husillo tiene un gran descentramiento, acelerará el daño de la junta giratoria.
