内藏电机刀塔,顾名思义,是指电机内置于刀塔结构中的动力刀塔。这种设计使得刀塔的传动更为紧凑、高效。其结构通常包括刀塔箱体、刀盘、定鼠牙盘、锁紧鼠牙盘、旋转鼠牙盘以及内置电机等关键部件。内置电机一般为力矩电机,通过内齿圈传动实现换刀动作。广泛应用于数控机床、车铣复合加工中心等领域。随着制造业的不断发展和对加工精度、效率要求的不断提高,内藏电机刀塔的市场需求也在不断增加。同时,随着电机技术的逐步完善和成本的降低,采用内藏电机式的动力刀塔可能是未来的技术发展方向。
一、高精度
定位精度高
刀塔采用高精度的编码器和伺服电机驱动,能够实现刀塔的精确定位。其重复定位精度通常可以达到0.005mm甚至更高,这有助于在加工过程中快速、准确地切换刀具位置,保证加工尺寸的精度。
例如在精密轴类零件的加工中,需要频繁地更换刀具进行不同工序的加工,如粗车、精车和切槽等。刀塔的高精度定位可以确保每次刀具切换后的位置准确无误,从而保证加工后的轴件尺寸符合设计要求。
刀具安装精度高
刀塔内部结构设计合理,为刀具提供了稳定的安装基准。同时,配备有精密的调整装置,可以对刀具的安装位置进行微调,保证刀具的刃口与主轴回转中心的高度一致,以及刀具的伸出长度精确控制。
比如在加工一些对表面质量要求高的零件时,如航空航天领域的铝合金零件,刀具的微小偏差都可能导致加工表面出现接刀痕等问题。刀塔的高刀具安装精度可以有效避免这种情况的发生。
二、高刚性
整体结构刚性好
刀塔的外壳通常采用高强度的合金材料制造,具有良好的抗弯和抗扭性能。内部结构设计紧凑,各部件之间的连接牢固,能够承受较大的切削力和冲击力。
在重型切削加工中,如对大型铸钢件的车削,切削力可能达到数千牛。刀塔的高刚性可以保证在承受这样大的切削力时,刀塔不会发生变形,从而保证加工精度和稳定性。
电机安装方式刚性强
电机直接安装在刀塔内部,与刀塔成为一个整体。这种安装方式减少了传动环节,提高了传动刚性。与传统的通过皮带或链条传动的方式相比,避免了因传动部件的松动或磨损而引起的动力传递损失和位置偏差。
例如在高速铣削加工中,电机的扭矩需要高效地传递到刀塔的旋转部件上。刀塔的结构可以保证电机扭矩几乎无损耗地传递,使刀具能够稳定地高速切削。
三、快速换刀
换刀速度快
由于采用了电机直接驱动刀塔旋转的方式,省去了中间传动机构,刀塔的旋转速度大大提高。一般情况下,刀塔的换刀时间可以在1-2秒内完成,相比传统的液压或气动刀塔,换刀速度更快。
在自动化生产线上,快速的换刀时间可以减少加工辅助时间,提高生产效率。例如在汽车零部件的批量生产中,每减少一秒钟的换刀时间,在整个生产周期内都可以积累大量的加工时间节省。
换刀过程平稳
电机驱动系统可以根据预设的加速和减速曲线进行精确控制,使刀塔在换刀过程中平稳地启动和停止。这不仅减少了换刀时的冲击,保护了刀具和刀塔内部的零部件,还可以提高刀具的使用寿命。
比如对于一些高精度的硬质合金刀具,在换刀过程中如果受到较大的冲击,可能会导致刀具刃口的损坏。刀塔的平稳换刀特性可以避免这种情况的发生。
四、可靠性高
密封性能好
刀塔内部采用良好的密封设计,可以防止切削液、灰尘等杂质进入刀塔内部,影响电机和其他部件的正常工作。这种密封性能保证了刀塔在恶劣的加工环境下(如金属加工车间)也能长期稳定运行。
在湿式加工中,大量的切削液会飞溅到刀塔周围。如果密封不好,切削液进入刀塔内部会导致电机短路等问题。刀塔的密封设计可以避免这些故障的发生。
散热性能优良
为了适应长时间、高强度的加工需求,刀塔配备了高效的散热系统。电机在工作过程中产生的热量可以通过散热片、冷却风扇等方式及时散发出去,保证电机的工作温度在安全范围内。
例如在连续几个小时的加工过程中,电机持续运转会产生大量热量。如果没有良好的散热措施,电机可能会因过热而烧毁。刀塔的散热系统可以有效降低电机温度,延长电机使用寿命。
