电主轴加工工艺方案范文

第一篇：电主轴加工工艺方案范文

电主轴加工工艺方案

作者：管理员 来源：未知 日期：2011-8-6 8:13:17 人气：152 标签：导读：由于电主轴前后支撑径的精度，直接影响电主轴装配后的精度和轴承的预紧。

“http:/// ”>电主轴内孔的圆度及与外圆的同轴度，直接影响电主轴的动平衡。电主轴与定子内孔的配合过盈量，直接影响定子的热装。因此为防止电主轴内孔与外圆不同心，造成电主轴不平衡，电主轴粗车后钻内孔，精车后再精车内孔。为消除加工应力，电主轴淬火后采用低温时效。为保证电主轴与轴承之间的配合间隙，电主轴安装轴承外圆按轴承内环配磨，保证配作间隙0.003 ～ 0.008。

为抵消装配误差，电主轴精磨合格后，标出高低点位置（用稀释酸橡皮“O”字圆章）为部装装配做好标记。为保证电主轴与定子内孔的配合过盈量（前端0.057～0.082、后端0.09～0.12），电主轴与定子接触外径按定子内孔配磨。电主轴床头箱的装配主要针对电电主轴床头箱拆装困难，电主轴预紧力的选择，电主轴的动平衡，定子与床头箱压装，转子与电主轴热装，防漏等关键技术进行了细致的研究，制定了详细的装配工艺方案。为确定电主轴轴承预紧力，进行了预紧力测试试验。为保证电主轴的动平衡，对电主轴进行粗动平衡（不装定子）和精动平衡。为控制电主轴前后轴承温度，测量电主轴静刚度，在不安装定子和转子情况下组装床头箱，进行运车试验。

为使定子顺利压入床头箱内，装配前将箱体内涂抹润滑脂。为解决转子热装问题，对转子进行加热试验。为防止渗漏，对水套和定子进行打压试验。电电主轴最突出的问题之一是内藏高速电机的发热，由于主电机旁边就是电主轴轴承，电机的发热直接会影响电主轴轴承的温升，如果电主轴轴承预紧力过大，导致电主轴温升过高，会直接降低轴承的工作精度。如果电主轴轴承预紧力过小，又会影响电主轴的刚度。再加上电电主轴为高速电主轴，电主轴运动部分微小不平衡量，都会引起巨大的离心力造成机床的振动，影响加工精度和表面质量，降低机床寿命，因此电主轴的预紧力和电主轴组件的不平衡量必须在安装前确定好。（图文）

第二篇：01材料加工工艺

《材料加工工艺》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：13106106

课程类别：专业核心课程

适应专业：材料科学与工程

总学时：64

总学分:3

课程简介：本门课程是材料加工工程学科的主要专业技术基础课，是研究金属和非金属工程材料成形工艺的技术基础课。尤其在培养学生的工程意识、创新思想、运用规范的工程语言和解决工程实际问题的能力方面，具有其他课程不能替代的重要作用。

授课教材：《材料成形工艺基础》，翟封祥 尹志华编，哈尔滨工业大学出版社，2002年。参考书目：

[1]《材料成形技术基础》，陈金德 邢建东编，机械工业出版社，2000年。

[2]《工程材料与材料成形工艺》，王纪安主编，高等教育出版社，2000年。

二、课程教育目标

通过教学使学生掌握金属液态成形加工工艺，包括液态成形理论基础、了解常用铸造合金、掌握成形方法及其发展、工艺设计；了解金属的塑性成形加工工艺，自由锻与胎模锻、掌握模锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压和了解金属塑性成形新技术；掌握非金属材料的成形加工工艺，工程塑料及橡胶成形工艺与工程陶瓷及复合材料的成形工艺；了解热喷涂与气相沉积技术；了解材料成形方法的选择，掌握工程材料的选择与材料成形方法的选择。

三、教学内容与要求

1．金属液态成形加工工艺

教学重点：液态成形理论基础.教学难点：液态成形理论基础；铸件结构与工艺设计.教学时数：20学时

教学内容：包括液态成形理论基础、常用铸造合金、成形方法及其发展、工艺设计。教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）掌握金属液态成形加工工艺，包括液态成形理论基础；

（2）了解常用铸造合金；

（3）掌握成形方法及其发展、工艺设计。

2.金属的塑性成形加工工艺

教学重点：金属塑性变形的实质；金属塑性变形后的组织和性能.教学难点：金属塑性变形的实质；金属塑性变形后的组织和性能；板料冲压.教学时数：20学时

教学内容：自由锻与胎模锻、模锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压和金属塑性成形新技术。

教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）了解金属的塑性成形加工工艺，自由锻与胎模锻；

（2）掌握模锻、锻件结构设计、轧制、挤压与拉拔、板料冲压；

（3）了解金属塑性成形新技术

3.非金属材料的成形加工工艺

教学重点：工程塑料及橡胶成形工艺；工程陶瓷及复合材料的成形工艺.教学难点：工程塑料及橡胶成形工艺；工程陶瓷及复合材料的成形工艺.教学时数：14学时

教学内容：工程塑料及橡胶成形工艺与工程陶瓷及复合材料的成形工艺。

教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）掌握工程塑料及橡胶成形工艺；

（2）掌握工程陶瓷及复合材料的成形工艺。

4.热喷涂与气相沉积技术

教学重点：热喷涂技术、气相沉积技术.教学难点：热喷涂技术、气相沉积技术.教学时数：4学时

教学内容：热喷涂技术、气相沉积技术。

教学方式：课堂讲授

教学要求：了解热喷涂与气相沉积技术。

5.材料成形方法的选择

教学重点：工程材料的选择、材料成形方法的选择.教学难点：工程材料的选择、材料成形方法的选择.教学时数：6学时

教学内容：工程材料的选择、材料成形方法的选择。

教学方式：课堂讲授

教学要求：（1）了解材料成形方法的选择；

（2）掌握工程材料的选择与材料成形方法的选择.四、作业

该课程原则上每次课都布置作业，除了教材中的习题，也可以补充一些典型习题。

五、考核方式与成绩评定

考核方式：考试

成绩评定：总评成绩＝平时成绩（30%）+期末考试（70%），其中平时成绩是平时作业与出勤情况，视具体情况而定。

执笔人：

责任人：

2013年8月

第三篇：编织袋及其加工工艺（推荐）

塑料编织袋是以聚丙烯（PP）为主要原料，经过挤出、拉丝，再经织造、编织、制袋而成。PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热就形温度高、密度小、结晶度高等特点，是制成编织袋的主要原料。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。塑料编织袋的使用范围很广。就目前来说，塑料编织袋的主要用于农产品包装、水泥袋包装、食品包装、岩土工程、旅游运输、抗洪物资等。编织袋主要有塑料编织袋（无复膜编织袋）、复合塑料编织袋以及各种编织布等三类。塑料编织袋的生产工艺流程是:编织布通过印刷，切割，缝制，成为编织袋。依据所用的设备不同，可先切割后印刷，也可先印刷后切割。自动切割缝纫可连续完成印刷，切割，缝纫等工序，也可制成阀口袋，放底袋等，对于平织布可进行中缝粘合后制袋。

复合塑料编织袋的生产工艺流程是将编织布,涂复料和纸或膜，进行复合或涂复。得到的筒布或片布，筒布可以进行切割、印刷、缝合、制成普通的缝底袋，也可以打孔、折边、切割、印刷、缝合，制成水泥袋，得到的片布，可以中缝粘合，印刷，切割，糊底，制成糊底袋。也可以焊接，卷取，制成篷布、土工布。平织布可以涂复或不涂复生产篷布，土工布等，圆筒布也可以破幅后涂复或是不涂复生产篷布或是土工布等

扁丝生产工艺技术指标主要分四类：

⑴..物化改性指标。主要有共混改性、混配比、功能助剂添加比、废旧再生料掺混比；

⑵.物性流变指标。主要有牵伸比、吹胀比、牵伸比、回缩比； ⑶.机械性能指标。主要有拉断力、相对拉断力、断裂伸长率、线速度、线密度偏差；

⑷.公差尺寸指标。主要有扁丝厚、扁丝宽等

内衬袋工艺 聚乙烯物料经挤出机加热，熔融塑化稳定挤出；通过机头挤出成圆筒型薄膜；通入压缩气吹胀，形成管泡；由冷却风环冷却定型，牵引入人字夹板折合；经牵引辊、传动辊至收卷辊；最后进行切割、热合工序完成内衬袋的生产，最后进行套袋。生产扁丝用纯聚丙烯是不能满足要求的，还必须加入一定比例的高压聚乙烯、碳酸钙和色母料等。加入少量的高压聚乙烯，可以降低挤出过程中料流的黏度和熔化速度，流动性增加，改善扁丝和编织袋的韧性、柔软性，保持一定的断裂伸长率，使之改善聚丙烯的低温冲击性。

接枝聚丙烯加入，可以降低加工温度、压力。提高材料的流动和粘接性，更可以提高拉伸强度。碳酸钙的加入，可以改变透明、不透光的缺陷，在减少在拉伸、编织过程中因摩擦产生的有害静电，增加印刷商标图案的油墨附着力，降低成品在存放过程中的自然收缩和降低成本。

第四篇：电主轴综述

高速电主轴技术

乔志敏 S1203027 摘要:通过阐述了高速电主轴的发展历程、高速电主轴的结构以及高速电主轴设计制造过程中的关键技术，分析了高精度、高转速电主轴对数控机床性能的影响。实践证明，采用高速加工技术可以解决机械产品制造中的诸多难题，能够获得特殊的加工精度和表面质量，高精度高转速电主轴功能部件，对提高数控机床的性能具有极大的影响。

关键词：高速电主轴；高精度；数控机床

Abstract: Based on the development of high-speed motorized spindle and the main structure of the motorized and the key technologies in the manufacturing process of high-speed motorized spindle, it analyzes the high precision, high speed electric spindle of influence on the performance of the numerical control machine.Practice has proved that high-speed processing technology can solve many problems in the manufacturing of mechanical products, and it can obtain special machining accuracy and surface quality.High precision and high speed motorized spindle features have a great impact on the performance of CNC machine tools.Keywords: high-speed motorized spindle, high precision, CNC machine

1.高速电主轴的现状与发展

早在20世纪50年代，就已出现了用于磨削小孔的高频电主轴，当时的变频器采用的是真空电子管，虽然转速高，但传递的功率小，转矩也小。随着高速切削发展的需要和功率电子器件、微电子器件和计算机技术的发展，产生了全固态元件的变频器和矢量控制驱动器，加上混合陶瓷球轴承的出现使得20世纪50年代末、90年代初的时候出现了用于铣削、钻削、加工中心及车削等加工的大功率、大转矩、高转速的电主轴。

国外电主轴最早用于内圆磨床，上世纪80年代，随着数控机床和高速切削技术的发展和需要，逐渐将电主轴技术应用于加工中心、数控铣床等高档数控机床，成为近年来机床技术所取得的重大成就之一。随着机床技术、高速切削技术的发展和实际应用的需要，对机床电主轴的性能也提出了越来越高的要求，目前国外从事高速数控机床电主轴研发与生产的企业主要有如下几家：德国GMN、西门子、瑞士IBAG、美国Setco、意大利Omlet、Faemat、Gamfior、日本大隈等，其中尤以GMN、IBAG、Omlet、Setco、Gammfier等几家的技术水平代表了这个领域的世界先进水平。

这些公司生产的电主轴较之国内生产的有以下几个特点 :①功率大、转速高。②采用高速、高刚度轴承。国外高速精密主轴上采用高速、高刚度轴承，主要有陶瓷轴承和液体动静压轴承，特殊场合采用空气润滑轴承和磁悬浮轴承。③精密加工与精密装配工艺水平高。④配套控制系统水平高。这些控制系统包括转子自动平衡系统、轴承油气润滑与精密控制系统、定转子冷却温度精密控制系统、主轴变形温度补偿精密控制系统等。并在此基础之上，这些外国厂家如美国、日本、德国、意大利和瑞士等工业发达国家已生产了多种商品化高速机床。如瑞士米克朗公司，就是世界上著名的精密机床制造商。它生产的机床配备最高达 60000r/min的高速电主轴，可以满足不同的切削要求，所有的电主轴均装有恒温冷却水套对主轴电机和轴承进行冷却，并通过高压油雾对复合陶瓷轴承进行润滑。所有的电主轴均采用矢量控制技术，可以在低转速时输出大扭矩。2.高速电主轴的部件组成 2.1高速电主轴结构

数控机床的高速主轴具有高回转速度，但这并无严格的界限。对作为高速切削机床代表的加工中心和数控铣床而言，一般是指最高转速≥10000r/min的主轴系统，并相应具有高的角加（减）速度，以实现主轴的瞬时升降速与起停。为适应制造业对机床加工精度愈来愈高的要求，高速切削主轴还应有较高的回转精度，通常要求主轴的径向跳动小于1um或2um，轴向窜动小2um。此外，主轴也要有足够的静、动刚度，以承受一定的切削负荷并保持高的回转精度。

高速机床的核心部件是高速电主轴，它将机床主轴与驱动电机合二为一，即将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件内部，也被称为内装式电主轴，其间不再使用皮带或齿轮传动副，从而实现机床主轴系统的“零传动”。高速电主轴的结构紧凑、重量轻、惯性小、响应特性好，并可减少主轴振动和噪声，是高速机床主轴单元的理想结构。

高速电主轴的结构如下图1所示。

图1 电主轴结构示意图

高速电主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四个主要部分，是高速机床的核心部件。这四个部分构成一个动力学性能及稳定性良好的系统，在很大程度上决定了机床所能达到的切削速度、加工精度和应用范围。高速电主轴单元的性能取决于主轴的设计方法、材料、结构、轴承、润滑、冷却、动平衡、噪声等多项相关技术，其中一些技术又是相互制约的，包括高速和高刚度的矛盾、高速和大转矩的矛盾等。2.2高速电主轴的驱动

采用内装式同轴电动机驱动的机床主轴，电动机是专制的内装式，电动机轴就是机床主轴。电动机的转子直接装在机床主轴上，电动机的定子装在主轴箱内，电动机自己没有轴承，而是依靠机床的高精度空气轴承支撑转子的转动。电动机现在都采用无刷直流电动机，可以很方便地进行主轴转速的无级变速，同时由于电动机没有电刷，不仅可以消除电刷引起的摩擦振动，而且免除了电刷磨损对电机的影响。为主轴能获得尽量搞的回转精度，电动机转子装在主轴上后应要求转子和主轴运转的影响。

同时内装式同轴电动机驱动机床主轴存在一个的问题是：电动机工作时定子将发热产生温升，使主轴部件产生热变形。为减小热变形，电动机定子应采取强制通气冷却或钉子外壳做成夹层，通过恒温（或水）冷却，可以基本解决内装式电动机发热问题。

尽管将主电机内置于机床主轴箱中会带来很多问题，但在高速机床上这几乎是唯一的选择。这是因为：

（1）如果电机不内置，则在高速下由皮带和或齿轮等中间传动件产生的振动与噪音等问题很难解决，会大大降低高速加工的精度和表面质量，并对车间环境产生严重的噪声污染。

（2）高速加工对主轴运转的角加速度有极高的要求，实现这一严酷要求最经济的方法，就是尽可能把传动系统的转动惯量减至最小。而为了达到这个目的，只有将电机内置，取消齿轮、皮带等一系列中间传动环节。

（3）和皮带、齿轮的末端传动方式相比，主电机内置于主轴前后轴承之间，可大大提高主轴系统的刚度和固有频率，即提高机床的临界转速。这就使电主轴运转在最高转速时，仍可远离机床的临界转速，确保不发生共振，这点对高速加工的安全尤为重要。

（4）结构简单紧凑，容易做成独立的功能部件，可由专业厂进行标准化、系列化生产。机床主机厂只需根据用户的不同要求进行选用，可方便的组成各种类型、各种性能的机床，包括多轴联动机床，多面加工中心和并联机床等。（5）主轴电动机做成内装式，电动机和机床主轴采用同轴，不仅可以提高主轴的回轴精度，而且主轴箱的轴向长度缩短，主轴称为一个独立的，很方便移动的部件。

高速电主轴由静止升速至每分钟数万转乃至数十万转是相当困难的.电主轴为保证正常工作,必须施加一定量的预负荷,这又增加了电主轴的阻力矩.为使电主轴能顺利地完成启动过程,应选取较大的启动转矩,故高速电主轴的启动电流要超出普通电机的额定电流5～7倍.现有的高速电主轴的驱动电源可分为两类:(1)三相中频发电机组是由一台电动机和一台中频发电机组合而成.就其励磁方式可分为整流子励磁中频发电机和异步绕笼励磁中频发电机.这种电源自身机械损耗和在机电转换中的电磁能量损耗很大.并且噪音大、振动大,需建专用发电机房.又面临输电线路损耗大等难题,已很少使用.(2)静止变频电源是利用交流变频调速技术.变频器将工频交流电转换为所需频率交流电.变频器工作原理是建立在磁场矢量控制理论基础上的.早期的静止变频电源多数以硅控元器件为主体,故体积大、可靠性差.已被大功率晶体管静止变频电源所替代.现今广泛使用的晶体管变频器是脉冲调幅式变频调速电源.可将三相50Hz380V交流电源转换成三相中频电源,其输出电压、频率连续可调.最新的变频器采用先进的IGBT晶体管技术(如瑞士ABB公司生产的SAMIGS系列变频器),可以实现异步电动机的无级变速,其适应性、实用性、经济性均优于中频发电机组.目前已成为高速电主轴主要驱动电源.2.3高速精密主轴的轴承

精密主轴部件是超精密机床保证加工精度的核心，主轴要求达到极高的回转精度，转动平稳，无振动，其关键在于所用的精密轴承。

从目前发展现状来看，电主轴单元形成独立的单元而成为功能部件以方便地配置到多种加工中心及高速机床上是高速、高效、高精度数控机床发展的一种趋势。电主轴技术包括主轴机械体、高速主轴轴承、无外壳主轴电机及其控制模块、润滑冷却系统、主轴刀柄接口和刀具夹紧方式以及刀具动平衡等。

电主轴是高速机床的“心脏部件”,是高速精密且承受较大的径向和轴向切削负荷的旋转部件。轴承作为其关键的支承技术首先必须满足高速运转的要求,并且有较高的回转精度和较低的温升;其次,必须具有尽可能高的径向和轴向刚度。此外,还要具有较长的使用寿命,特别是保持精度的寿命。因此,轴承的性能对电主轴的使用功能极为重要。

目前使用在高速主轴中的轴承主要有：液体静压轴承、空气静压轴承等。2.3.1液体静压轴承的高速主轴

液体静压轴承运转时，在轴颈处形成高压油膜，把轴悬浮抬起，形成液体摩擦，使主轴能高速运转。通过对液体静压轴 承元件的几何形状进行优化设计，转速特征值可达1.0×106 mm.r/min；若轴径为30mm的主轴，其最高转速可达3000r/min以上。

图2是典型液体静压轴承主轴结构原理图，液体静压轴承常用的液压为0.6~1MPa，液体静压轴承主轴的运动精度很高，回转误差一般在0.2um以下。不但可以提高刀具的使用寿命，而且可以达到很高的加工精度和低的表面粗糙度

图2 典型液体静压轴承主轴结构原理图 1-径向轴承 2-推力轴承 3-真空吸盘

值。制造模具时，使用液体静压主轴的液体摩擦损失大，故驱动功率损失比滚珠轴承大。同时为减少高速运转发热，静压轴承的轴径不宜过大，这类高速主轴其径向刚度较低，但轴向刚度能过超滚珠轴承主轴。因此，选用何种轴承必须根据具体应用要求来定。

液体静压轴承有较高的刚度和回转精度，但也有下列缺点有待解决：（1）液体静压轴承的油温升高，在不同转速的温升值不等，因此要控制恒温较难，同时温升将造成热变形，影响主轴精度。

（2）静压油回油会将空气带入油源，形成微小气泡悬浮在油中，不易排出，因此将降低液体静压轴承的刚度和动特性。

为解决这些问题，一般采用如下措施：

（1）提高静压油的压力到6~8MPa，使油中微小气泡的影响减小，提高了静压轴承的刚度和动特性。

（2）静压轴承用油经温度控制，基本达到恒温，减少轴承的温升。（3）轴承用恒温水冷却，减小轴承的温升。2.3.2空气静压轴承的高速主轴

空气静压轴承能在轴颈处形成高压气膜，降低摩擦，实现主轴高速运转。空气静压轴承高速主轴的转速特征值可达2.7×106 mm.r/min，回转误差在0.05um以下，最高转速可达10000r/min。采用金刚石刀具可以进行镜面铣削，加工各种复杂的高精度面。

空气静压轴承高速主轴的优点在于高回转精度、高转速和低温升，因此造成的热变形误差很小，空气轴承的应用促成了超精密机床的发展，而空气轴承的主要问题是刚度低，只能承受较小的载荷。

（1）圆柱径向轴承和端面止推空气静压轴承

（2）双半球空气轴承主轴

（3）前部用球形，后半部用圆柱径向空气轴承的主轴

（4）立式空气轴承

2.3.3磁悬浮轴承的高速主轴

磁悬浮轴承利用磁力把轴颈抬起运转，能使主轴达到更高的转速，转速特征值可达4.0×106 mm.r/min，为滚珠轴承主轴的两倍。目前使用的磁悬浮主轴的回转精度可达0.2um。磁悬浮主轴的优点是高精度、高转速和高刚度；缺点是磁悬 浮轴承由于价格昂贵，控制系统复杂，发热问题难以解决，因而还无法在高速主轴单元上推广应用。2.3.4混合陶瓷轴承的高速主轴

用氮化硅制的滚珠与钢制轨道相组合，在高速转动时离心力小，刚性好，温度低，寿命长，功率可达80kW，转速高达150000r／min。它的标准化程度高，便于维护，价格低，是目前在高速切削机床主轴上使用最多的支承元件。2.4电主轴中的关键技术

电主轴在设计生产过程中会遇到很多的技术性问题，其中要解决的关键技术问题主要有：内置电机的散热问题；高速轴承的类型选择及润滑技术；主轴回转组件的动平衡设计；主轴电机驱动控制模块的选择；主轴端部与刀柄的接口技术等。

内置电机散热问题是电主轴特有的技术难题，处理不好会造成主轴过高的温升，影响机床工作的可靠性和所能达到的最高转速。目前解决这个问题有两条路径：（1）对于交流感应式电机，可以在电机定子外面加装一个铝制圆环，圆环外表面有螺栓槽。工作时，可将循环冷却液（油或水）通入该螺旋槽中，从而把电机定子产生的热量带走。但转子产生的热量（约占电机总热量的1/3）很难全部带走；（2）采用交流永磁式主电机，这种电机的转子用包含稀土元素的永久磁铁制成，转子不发热，从而可大大改善电主轴的发热特性，可用风冷代替上述液冷装置，而且结构紧凑、扭矩大，可扩大空心主轴的内孔直径，当用于卧式数控车床或车铣中心时，还可以提高棒料的通过能力。

电主轴是一种超高速运转部件，结构上微小的不平衡量，在高速下都会产生巨大的离心力，造成机床的振动，影响加工精度和表面质量。因而电遵循主轴设计必须严格对称设计原则，键连接和螺纹连接在这里被禁止使用。转子和主轴之间用过盈配合实现扭矩的传递，主轴、主轴上的零件和主轴箱都必须经过十分精密的加工、装配和调校，使主轴组件的动平稳度达到G0.4级以上的水平。

图2 扭矩-功率特性

这种无外壳主轴电机有两种驱动和控制方式：变频器控制和矢量控制。其扭矩、功率与转速的关系如图2所示。对于普通变频器（图2a），其控制特性为恒扭矩驱动，输出功率与转速成正比，这种驱动器在低速时不够稳定，不能满足低速大扭矩（粗加工）的要求，也不具备主轴准停和C轴控制功能，但价格便宜，一般用于磨床、小孔钻床、雕刻铣和普通的高速铣床等。矢量控制驱动器的控制特性如图2b所示。其控制特性是：低速段为恒扭矩驱动，中高速段为恒功率控制。这种驱动器在0转速时仍有很大的扭矩，再加上电主轴的惯性很小，因此可实现主轴启动时瞬间（1~2秒）达到最高速。这种驱动器用角度传感器实现位置 9

和速度的反馈，进行闭环控制，可实现主轴准停和C轴控制。这种驱动器一般用于高速加工中心和车削中心。

在高速加工中还需要注意一个特殊问题就是电主轴与刀具的联接。一般通过刀柄作为机床主轴与刀具的接口。不正确的接口结构，会影响机床主轴的动平衡和高速切削的可靠性。标准的7/24的锥形联接有许多优点：因不自锁，可实现刀具的快速装卸，这点对加工中心尤为重要；刀柄的椎体在拉杆轴向拉力作用下紧紧地与主轴的内锥孔接触，可以减少刀具的悬伸量。此外它只有一个尺寸（锥角）需要加工，所以成本较低，目前应用非常广泛。但是7/24锥形联接在高速旋转时有一个致命的缺点：主轴空心锥孔端部的扩张量大于实心刀柄的扩张量，造成刀具的轴向变位和径向振摆，更严重的是影响了高速加工的可靠性与安全。在高速电主轴与刀具接口的研究中，目前较成功的是德国的HSK型刀柄和美国的KM型刀柄，他们都摒弃了原有的7/24标准锥度。其中以HSK刀柄更为流行，并已纳入国际标准。HSK空心刀柄由1/10短锥面（径向）和法兰端面共同实现与电主轴的轴向定位和刚性连接，较好地解决了7/24锥柄刀具存在的上述问题。3.高速电主轴对数控机床的意义

电主轴可以根据用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化产品，供主机选用，从而促进机床结构模块化。标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化生产，实现功能部件的低成本制造；采用电主轴后机床结构的简单化和模块化也有利于降低机床成本；此外，还可以缩短机床研制周期，适应目前快速多变的市场趋势。

采用电主轴结构的数控机床，由于结构简化，传动、连接环节减少，因此提高了机床的可靠性；技术成熟、功能完善、性能优良、质量可靠的电主轴功能部件使机床的性能更加完善，可靠性得以进一步提高。有些高档数控机床，如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和超小孔加工机床等，必须采用电主轴，方能满足完善的功能要求。

电主轴是由内装式电机直接驱动，以满足高速切削对机床“高速度、高精度、高可靠性及小振动”的要求，与机床高速进给系统、高速刀具系统一起组成高速切削所需要的必备条件。电主轴技术与电机变频、闭环矢量控制、交流伺服控制等技术相结合，可以满足车削、铣削、镗削、钻削、磨削等金属切削加工的需要。

4.总结

采用高速加工技术可以解决机械产品制造中的诸多难题，取得特殊的加工精度和表面质量，因此这项技术在各类装备制造业中得到越来越广泛的应用，正在成为当今金切加工的主流技术。高精度、高转速数控机床主轴单元是承载高速切削技术的主体之一，是高精度、高效率高档数控机床的核心功能部件，是航空航天、汽车、船舶、精密模具、精密机械等尖端产品制造领域所需高档加工母机的核心部件。

目前国内外电主轴技术的发展十分迅速，各生产厂商都在高可靠性、节能性、高精度、高加工效率、环保性、智能化等方面进行持续的科技攻关，以期形成自身的特色，占领电主轴技术发展的制高点。

近年来，我国数控机床功能部件，虽有很大发展，特别是电主轴的发展也相当快，但与国外的电主轴的发展技术相比，我们国家的水平还相当的落后，电主轴技术也存在许多的技术问题，对数控铣床的发展起到很大的制约作用。对电主轴的要求也越来越高，还需对大功率、高转速、高主轴回转精度，对电机驱动方式、动平衡测试技术、高速主轴的准停控制、轴承和润滑等一系列问题进一步深入研究。朝着高速高精度化的趋势发展。我们必须进一步研究，使我国的数控铣床的电主轴技术更进一步发展。

5.参考文献

[1]吴玉厚.数控机床电主轴单元技术[M].北京:机械工业出版社,2006.[2]孟杰,陈小安.电主轴动力学分析的传递矩阵法[J].机械设计,2008,25(7):37-40.[3]潘建新，周志雄.高速主轴及其润滑冷却形式[J].润滑与密封，2006.[4]肖曙红，张伯霖等.高速电主轴关键技术的研究.1992 [5]张伯霖，张志润，肖曙红．超高速加工与机床的零传动嘲，中国机械工程，1996.[6]尹欣，张臻．超高速加工中心的主轴轴承及润滑方式[J]，机械制造，2003.[7]李立毅，崔淑梅，宋凯，程树康．高频电主轴的发热及其对策阴，微电机，2000.12

第五篇：化纤纺丝后加工工艺初探

化纤纺丝后加工工艺初探

摘要:化学纤维后加工是指对化学纤维纺丝成形后的初生纤维进行一系列后处理加工，使其适应纺织加工和使用的要求。如果经过一系列的后处理加工，就有可能使最终的成品纤维的结构和性能得到完善和提高;反过来,比较完善的初生态纤维如采取的后处理工艺不合理，最终成品的质量也会大大降低。

关键词：化学纤维 后加工

对化学纤维纺丝成形后的初生纤维进行一系列后处理加工，使其适应纺织加工和使用的要求。依化学纤维品种和纺丝工艺的不同，后处理工序也不相同。湿法纺丝的后处理工序较长，例如粘胶纤维采取湿法成形，后处理工序有水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、脱水及干燥等；醋酯纤维采取干法成形,后处理工序比较简单,只有卷绕和加拈；至于大多数以熔体纺丝成形的合成纤维，则有卷绕、拉伸、热松弛、热定形、卷绕及加拈等，制造短纤维时还增加切段工序。以上品种所采用的后处理设备也不尽相同,有分段处理的单元设备,也有连续处理的设备。初生态化学纤维的结构和性质常常不完善，不能满足纺织加工和使用的要求，但如果经过一系列的后处理加工，就有可能使最终的成品纤维的结构和性能得到完善和提高;反过来,比较完善的初生态纤维如采取的后处理工艺不合理，最终成品的质量也会大大降低。因此后加工是化学纤维制造不可分割的组成部分。

水洗 用湿法成形的纤维常需要立即进行水洗以除去纤维表层所粘附的溶液及有机、无机物杂质，否则初生纤维有可能发生降解或受到变质和变色等损伤。粘胶纤维水洗是为了除去粘附在表面的硫酸、硫酸锌和其他胶体硫化物等；以硫氰酸钠溶液为溶剂的腈纶水洗是为除去残留的腐蚀性硫氰酸钠溶液和挥发性丙烯腈；锦纶（聚酰胺-6）的水洗则是为了洗去单体己内酰胺，同时也可以防止单体污染车间空气。水洗一般是使运行的丝条（或含大量丝条的束丝）在一个或两个连贯排列的洗涤槽内通过，槽内盛满洗涤水；或在行进的丝条上喷洒净液，直到丝条洗净到需要的程度为止。拉伸

化学纤维的拉伸，不同于纺纱过程中的牵伸，是指初生态纤维在它的微观结构尚未完全固定以前，在特定的张力下使卷曲而无序的大分子沿轴向整列和伸展的过程。在这一过程中，无序的大分子朝有序方向发展，大分子之间的接触点增加，分子间力增强，聚集区域扩大，为纤维的结晶提供条件。这时纤维的密度增加，抗张强度上升；纤维变细，抗张延伸度下降；光学性和导热性则呈现各向导性。总之，纤维经拉伸后综合性的物理-机械性能得到改善，实用价值提高。

化学纤维的拉伸工序是在有两组或三组不同转速的导辊或导盘的拉伸装置上进行的。被拉伸的纤维或束丝从导辊或导盘的缝隙之间通过，两端导辊或导盘的速差使纤维伸长。这种拉伸也常和加拈工序结合,在拉伸-加拈设备上同时进行。

纤维的拉伸必须在一定的介质中和一定的温度下进行，一般有三种方法： ① 干热拉伸：在空气中加热状态下（如涤纶和维纶长丝）或在室温条件下（如锦纶和丙纶长丝）拉伸。

② 蒸汽拉伸：在饱和蒸汽中（如腈纶短纤维）或在过热蒸汽中（如涤纶短纤维生产中第二道拉伸）拉伸。

③ 湿热拉伸：在水浴中或在溶剂与沉淀剂混合液中加热拉伸，粘胶帘子线的塑性拉伸，涤纶短纤维第一道热拉伸以及腈纶短纤维的预拉伸等便是。

热定形

合成纤维被拉伸以后在定形装置中加热状态下停留一定时间，使拉伸之后的结构得到稳定。纤维在拉伸过程中大分子在应力作用下发生变形，拉伸作用越强，变形也越大，应力消失后就有回复到原位的倾向。纤维在松弛状态下加热，则会发生缩褶现象，直到在拉伸过程中所产生的变形全部消失为止。经过定形的纤维，外观形态能在定形温度以下长时期保持稳定而不变，纤维的性能也更为稳定，沸水收缩率降低，染色性能也可以得到改善。如果纤维的热定形是在张力下进行，变形也会被消除，这样的纤维可以在比松弛定形温度高得多的温度下加热，而只发生少量缩褶。

影响热定形的主要因素是温度、时间、容许松弛的量和在定形前分子经受整列的程度。在一般情况下，定形温度应高于纤维（或织物）的最高使用温度，以保证在使用条件下结构与形态的稳定。按纤维所处的介质和加热方式热定形分为：

① 干热空气定形； ② 接触加热定形； ③ 水蒸气湿热定形和 ④ 浴液热定形等。

根据不同纤维品种选用不同的定形设备，如定形锅、帘式热定形机和热板定形机等。

卷曲

用化学或机械的方式使化学纤维外形获得立体的、平面的或锯齿形波纹的过程。化纤短纤维通常用于与棉或羊毛等天然纤维混纺，也可以纯纺。一般的化学纤维表面平滑无卷曲(永久卷曲的复合纤维除外)，抱合力小，不易互相拈合或与其他纤维拈合，即可纺性能差。卷曲加工能使化学短纤维获得与天然纤维相类似的卷曲，可纺性能会大大改善。

卷曲的方法有：机械法和化学法两类。机械卷曲法是先将纤维束在热水或蒸汽中预热,而后通过卷曲机,借卷曲轮和卷曲箱的作用产生锯齿形平面卷曲效应。用化学法获得的卷曲,则是空间立体状的永久性卷曲波纹(见复合纤维)。最常用的卷曲机主要由卷曲轮、卷曲箱和加压机构组成。

切段

化学纤维长丝一般只能象蚕丝那样制成织物或者与蚕丝交织。如切成短段使其长度与棉或羊毛相近，则可以象棉或羊毛那样供作纯纺或者混纺后制成织物。这样的织物用途远较长丝织物为广。短纤维的纺丝工艺与长丝基本相同，区别在于长丝常在孔数有限（50孔以下）的喷丝头上纺丝成形，而制造短纤维的喷丝头孔数常达数千甚至数万。短纤维在后处理工艺上除增加切段和卷曲外，设备结构也与长丝不同，容量较大。切成的短纤维常成簇，必须进一步开松、混和，而后用与棉或羊毛相同方式纺纱和织造。

切段有湿切、干切、牵切三种形式。用前两种切断法可获得段状纤维簇，再送入开松和混和机。后一种加工方式的短纤维仍具有连续粗束丝外形，许多纤维段间歇地分布在粗束丝内部，围绕束丝轴平行定向（见纺丝直接成条）。非连续式切段装置是由两个迅速旋转的刀轮组合而成，其中一个刀轮沿周边等距满布割刀，另一轮则在与割刀对应处刻有沟槽。当束丝以垂直方向从刀轮的缝隙中经过时，即被切成预定长度的纤维段，落入收集器内送出机外。

湿法成形丝精制

湿法成形的初生丝大都需要经过高度的精制处理才有实用价值。精制的工序随不同的品种而异，有的品种甚至在后处理过程中还有重大的化学变化，如在维纶的制造中对聚乙烯醇纤维进行缩甲醛化处理。

粘胶丝是湿法成形纤维中精制过程最繁复的品种之一。粘胶帘子线的后处理较普通粘胶纤维简单得多,只须经过洗涤、半脱硫和再洗涤即可,常在连续后处理机上进行。粘胶帘子线纤维表面光滑，在制造轮胎中不易与橡胶抱合，因此，必须先在树脂和橡胶溶液内对纤维进行热处理。此外，由于帘子线是条干粗而单丝根数多的束纤维，宜采用特殊条件的高效干燥法，以缩短处理时间。