主轴转速n的确定
主轴转速根据允许的切削速度和工件(或刀具)直径来选择。计算公式:n=1000v/πD
v-切削速度,单位是m/min,有刀具的耐用度决定
n-主轴转速,单位为r/min
D-工件直径或刀具直径,单位为mm.
切削速度与主轴转速之间并不是线性关系,它与铣削参数、主轴转速、粗糙度等都有关系。
高速主轴12000min-1,快进速度48m/min,电主轴电机输出功率达11KW,主轴高回转速度达到10000rpm。主轴电机采用伺服电机确保在低速区的大扭矩输出,适应钢件等黑色金属的重切削,以及高速区的大功率输出,适应铝件等有色金属的加工。
因此,对电主轴生热机制进行计算分析,并在此前提下控制热源发热,找到降低电主轴温度的措施具有十分重要的意义。
电主轴的有效输入功率除了转化为机械功率之外,还有很大一部分转化为内置电动机的热能,即内置电动机工作时会发生机械损耗、电气损耗、磁损耗产生大量的热。
研究发现,在电主轴高速运转的条件下,假设电动机的损耗全部转化为热了。有近1/3的发热量由电动机转子产生,其余2/3的发热量由电动机定子产生。
直接转矩控制是继矢量控制技术之后发展起来的又一种新型的交流调速技术,其控制思想新颖,系统结构简洁明了,更适合于高速电主轴的驱动,更能满足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求,已成为交流传动领域的一个热点技术。
通过对比可以看出,直接转矩控制这一控制方式更适合电主轴的驱动,设计的电主轴直接转矩控制系统具有良好的动静态特性,将直接转矩控制方法应用于电主轴驱动控制系统是可行的,较适应高速数控机床驱动控制系统的快速响应要求。