木工雕刻机的主轴组件是雕刻机重要组成部分之一,包括主轴的支承和安装在主轴上的传动零件等。由于木工雕刻机的主轴直接承受切削力,转速高,功率大,转速范围大,并且在加工过程中不进行人工调整,因此对主轴组件有下列方面的要求:
(1)回转精度
当主轴做回转运动时,线速度为零的点的连线称为主轴的回转中心线。回转中心线的空间位置,在理想的情况下应是固定不变的。实际上,由于主轴组件中各种因素的影响,回转中心线的空间位置每一瞬间都是变化的,这些瞬时回转中心线的平均空间位置称为理想回转中心线。瞬时回转中心线相对于理想回转中心线在空间的位置距离,就是主轴的回转误差,而回转误差的范围,就是主轴的回转精度。当径向误差和角度误差同时存在时,构成径向跳动,而当轴向误差和角度误差同时存在时构成端面跳动。
造成主轴回转误差的原因与主轴的结构及其加工精度、主轴轴承的选用及刚度等有关,主轴及其回转零件的不平衡,在回转时引起的激振力,也会造成主轴的回转误差。因此加工中心的主轴不平衡最一般要控制在0.4mm/s以下。
(2)刚度
主轴组件的刚度是指受外力作用时,主轴组件抵抗变形的能力。通常以主轴前端产生单位位移时,在位移方向上所施加的作用力大小来表示。主轴组件的刚度越大,主轴受力的变形就越小。主轴组件的刚度不足,在切削力及其他力的作用下,主轴将产生较大的弹性变形,不仅影响工件的加工质量,还会破坏齿轮、轴承的正常工作条件.使其磨损加快,精度降低。
(3)抗振性
主轴组件的抗振性是指切削加工时,主轴保持平稳地运转而不发生振动的能力。主轴组件抗振性差,工作时容易产生振动,不仅降低加工质量,而且限制雕刻机生产率的提高,使刀具耐用度下降。提高主轴抗振性必须提高主轴组件的静刚度,采用较大阻尼比的前轴承,以及在必要时安装阻尼(消振)器。另外,使主轴的固有频率远远大于激振力的频率。
(4)温升
主轴组件在运转中,温升过高会引起两方面的不良结果:一是主轴组件和箱体因热膨胀而变形,主轴的回转中心线和雕刻机其他件的相对位置会发生变化,直接影响加工精度;二是轴承等元件会因温度过高而改变已调好的间隙和破坏正常润滑条件,影响轴承的正常工作。严重时甚至会发生“抱轴”。木工雕刻机在解决温升问题时,一般采用恒温主轴箱。
(5)耐磨性
主轴组件必须有足够的耐磨性,以便能长期保持精度。主轴上易磨损的地方是刀具或工件的安装部位以及移动式主轴的工作部位。为了提高耐磨性,主轴的上述部位应该淬硬,或者经过氮化处理,以提高其硬度增加耐磨性。主轴轴承也需有良好的润滑,提高其耐磨性。