طبق تعریف GB/T 12204-2010، جعبه دوکی یک جزء جعبهای شکل است که دوک را در خود جای داده است. جعبه دوک یکی از اجزای مهم ماشین ابزار است. برای مرتب کردن دوک کار ماشین ابزار، قطعات انتقال آن و مکانیسم های اضافی مربوطه استفاده می شود. جعبه دوک یک جزء پیچیده انتقال است، از جمله مجموعه دوک، مکانیسم معکوس، مکانیسم انتقال، دستگاه ترمز، مکانیزم عملیاتی و دستگاه روانکاری. عملکرد اصلی آن پشتیبانی از اسپیندل و چرخاندن آن برای تحقق عملکردهای استارت، ترمز، تغییر سرعت و معکوس کردن اسپیندل است.
(این مقاله از فصل 2، بخش 3 "راهنمای انتخاب مرکز ماشینکاری" The Spindle Box of the Machining Center انتخاب شده است)
جزء دوک مرکز ماشینکاری از اجزای قدرت اسپیندل، انتقال و دوک تشکیل شده است. یکی از اجزای اجرایی مهم حرکت شکل دهی مرکز ماشینکاری است. بنابراین، جزء دوک مرکز ماشینکاری باید دارای دقت عملیاتی بالا، حفظ دقت طولانی مدت و عملکرد طولانی مدت باشد. ثبات دقت
مراکز ماشینکاری معمولاً به عنوان ماشین ابزار دقیق استفاده می شوند و دقت عملکرد اجزای دوک، دقت ماشینکاری ماشین ابزار را تعیین می کند. به طور کلی دو روش برای ارزیابی دقت عملکرد ماشین ابزار وجود دارد: بازرسی استاتیک و بازرسی دینامیکی. بازرسی استاتیک به آزمایش خروجی هر یک از سطوح موقعیت یابی و سطح کار جزء دوک زمانی که اسپیندل با سرعت کم یا به صورت دستی چرخانده می شود، اشاره دارد. بازرسی دینامیکی به استفاده از ابزار خاصی برای آزمایش دقت چرخش اسپیندل با استفاده از روشهای تشخیص غیر تماسی در سرعت نامی دوک ماشین ابزار نیاز دارد. از آنجایی که مراکز ماشینکاری معمولاً دارای عملکرد تعویض خودکار ابزار هستند و ابزارها توسط مکانیزم کششی نصب شده در داخل دوک مرکز ماشینکاری از طریق نگهدارنده ابزار مخصوص سفت می شوند، دقت چرخش اسپیندل باید خطای ناشی از خطای ماشینکاری را در نظر بگیرد. سطح موقعیت یابی نگهدارنده ابزار
1. الزاماتی که سیستم انتقال اصلی باید برآورده شود
مرکز ماشینکاری یک ماشین ابزار CNC با تطبیق پذیری قوی، دامنه کاربرد گسترده و راندمان پردازش بالا است. بنابراین، سیستم انتقال اصلی آن باید چهار الزام را برآورده کند: اول، محدوده سرعت وسیعی دارد. دوم، نه تنها قدرت و گشتاور کافی دارد، بلکه می تواند الزامات حفظ توان ثابت در شرایط سرعت بالا (بالاتر از سرعت محاسبه شده) و حفظ گشتاور ثابت در شرایط سرعت کم (زیر سرعت محاسبه شده) را برآورده کند. سوم، اجزای جعبه دوک باید استحکام، سفتی و مقاومت در برابر لرزش کافی داشته باشند. چهارم، عملکرد صاف و کم سر و صدا.
2. ساختار معمولی جعبه دوک و دوک نخ ریسی
1. ساختار معمولی جعبه دوک
(1) جعبه اسپیندل درایو تسمه پلی V یک مرحله ای. قدرت موتور اصلی جعبه اسپیندل زیر 7.5 کیلو وات است. شکل انتقال تسمه پلی V (کامپوزیت V-belt) مرحله اول اغلب استفاده می شود. موتور اصلی از یک جفت قرقره تسمه poly-V و یک تسمه poly-V عبور می کند. تسمه به شفت اصلی متصل می شود و از روش انتقال کاهش سرعت برای افزایش گشتاور استفاده می شود.
(2)) جعبه دوک انتقال دنده معمولاً از یک گروه انبساط مرحله اول برای افزایش دامنه سرعت و بهبود گشتاور سرعت پایین استفاده می کند. از آنجایی که تنها دو دنده بالا و پایین وجود دارد، مکانیسم انتقال نسبتاً ساده است.
(3) جعبه اسپیندل کوپل شده مستقیم جعبه دوکی کوپل شده مستقیم به جعبه دوکی اشاره دارد که در آن موتور دوک و دوک به طور مستقیم به هم متصل هستند. دو روش اتصال مستقیم برای جعبه های اسپیندل با جفت مستقیم وجود دارد: یکی این که موتور اصلی از طریق یک کوپلینگ به اسپیندل متصل می شود. مورد دیگر این است که موتور اصلی به صورت یک جعبه اسپیندل ساخته شده است، روتور به صورت اسپیندل طراحی شده است و استاتور در داخل جعبه اسپیندل نصب شده است.
2. دوک نخ ریسی
دوک ماشین ابزار به محوری بر روی ماشین ابزار اشاره دارد که قطعه کار یا ابزار را به چرخش در می آورد. معمولاً از یک دوک، یاتاقان ها و قطعات انتقال (دنده یا قرقره) تشکیل شده است. با توسعه سریع و بهبود فناوری انتقال الکتریکی، ساختار مکانیکی سیستم انتقال اصلی ماشینآلات پرسرعت CNC بسیار ساده شده است و انتقال قرقره و انتقال دنده حذف شده است. دوک ماشین ابزار مستقیماً توسط یک موتور داخلی هدایت می شود. این ساختار انتقال که در آن موتور اسپیندل و دوک ماشین ابزار "ترکیب شده اند" یک "اسپیندل الکتریکی" نامیده می شود. اجزای اسپیندل را از سیستم انتقال ماشین و ساختار کلی مستقل می کند.
اسپیندل الکتریکی نه تنها دارای مزایای ساختار جمع و جور، وزن سبک، اینرسی کوچک، نویز کم و پاسخ سریع است، بلکه دارای سرعت چرخش بالا و قدرت بالا است که می تواند طراحی ماشین ابزار را ساده کرده و موقعیت دوک را تسهیل کند. این یک ساختار ایده آل در واحدهای اسپیندل با سرعت بالا است. یاتاقان دوک الکتریکی از فناوری بلبرینگ با سرعت بالا استفاده می کند، مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر حرارت است و عمر مفیدی چندین برابر یاتاقان های سنتی دارد. شکل 2-26 اسپیندل الکتریکی واقعی را نشان می دهد.
تصویر
شکل 2-26 اسپیندل الکتریکی واقعی
جدول 2-2 پارامترهای دوک الکتریکی یک مارک خاص از مرکز ماشینکاری را نشان می دهد. همانطور که از جدول مشخص است، بسته به مواد و فرآیندهای پردازش، همان مدل مرکز ماشینکاری می تواند از دوک های الکتریکی با سرعت ها و گشتاورهای مختلف استفاده کند. ظهور مراکز ماشینکاری دو اسپیندل یا حتی چند محوره، راندمان پردازش مراکز ماشینکاری را بیشتر بهبود بخشیده است.
جدول 2-2 پارامترهای دوک الکتریکی یک مارک خاص از مرکز ماشینکاری
تصویر
دوک های موتوری اغلب برای عملکرد به رسانه های مختلف نیاز دارند. به عنوان مثال، برای رسیدن به آب بندی هوای دوک باید هوای فشرده وارد شود، برای خنک شدن فضای داخلی اسپیندل باید آب خنک کننده وارد شود و برای رسیدن به گیره نگهدارنده ابزار باید روغن هیدرولیک وارد شود. بنابراین، جزء کلیدی اتصال دوار لازم است تا محیط را در انتهای عقب دوک چرخان عبور دهد. شکل 2-27 مفصل دوار واقعی را نشان می دهد.
تصویر
شکل 2-27 مفصل دوار واقعی
اصل اتصال دوار در شکل 2-28 نشان داده شده است. محیط از طریق خطوط لوله ثابت P1 و P2 به جزء 2 اتصال دوار عبور می کند. جزء 2 ثابت می ماند و جزء 1 می تواند با محور اصلی بچرخد. هر دو مؤلفه 1 و 2 قابل تحقق هستند. عبور محیط می تواند آب بندی خوب را تضمین کند. این نوع اتصال دوار به طور گسترده در انواع دوک ها استفاده می شود. شایان ذکر است که به دلیل بیرون زدگی در انتهای عقب اسپیندل، این قسمت پس از مدتی استفاده آسیب می بیند. اگر خود دوک دارای ریزش زیاد باشد، آسیب مفصل دوار را تسریع می کند.
