第一篇：電主軸加工工藝方案范文

電主軸加工工藝方案

作者：管理員 來源：未知 日期：2011-8-6 8:13:17 人氣：152 標簽：導讀：由于電主軸前后支撐徑的精度，直接影響電主軸裝配后的精度和軸承的預緊。

“http:/// ”>電主軸內孔的圓度及與外圓的同軸度，直接影響電主軸的動平衡。電主軸與定子內孔的配合過盈量，直接影響定子的熱裝。因此為防止電主軸內孔與外圓不同心，造成電主軸不平衡，電主軸粗車后鉆內孔，精車后再精車內孔。為消除加工應力，電主軸淬火后采用低溫時效。為保證電主軸與軸承之間的配合間隙，電主軸安裝軸承外圓按軸承內環配磨，保證配作間隙0.003 ～ 0.008。

為抵消裝配誤差，電主軸精磨合格后，標出高低點位置（用稀釋酸橡皮“O”字圓章）為部裝裝配做好標記。為保證電主軸與定子內孔的配合過盈量（前端0.057～0.082、后端0.09～0.12），電主軸與定子接觸外徑按定子內孔配磨。電主軸床頭箱的裝配主要針對電電主軸床頭箱拆裝困難，電主軸預緊力的選擇，電主軸的動平衡，定子與床頭箱壓裝，轉子與電主軸熱裝，防漏等關鍵技術進行了細致的研究，制定了詳細的裝配工藝方案。為確定電主軸軸承預緊力，進行了預緊力測試試驗。為保證電主軸的動平衡，對電主軸進行粗動平衡（不裝定子）和精動平衡。為控制電主軸前后軸承溫度，測量電主軸靜剛度，在不安裝定子和轉子情況下組裝床頭箱，進行運車試驗。

為使定子順利壓入床頭箱內，裝配前將箱體內涂抹潤滑脂。為解決轉子熱裝問題，對轉子進行加熱試驗。為防止滲漏，對水套和定子進行打壓試驗。電電主軸最突出的問題之一是內藏高速電機的發熱，由于主電機旁邊就是電主軸軸承，電機的發熱直接會影響電主軸軸承的溫升，如果電主軸軸承預緊力過大，導致電主軸溫升過高，會直接降低軸承的工作精度。如果電主軸軸承預緊力過小，又會影響電主軸的剛度。再加上電電主軸為高速電主軸，電主軸運動部分微小不平衡量，都會引起巨大的離心力造成機床的振動，影響加工精度和表面質量，降低機床壽命，因此電主軸的預緊力和電主軸組件的不平衡量必須在安裝前確定好。（圖文）

第二篇：01材料加工工藝

《材料加工工藝》課程教學大綱

一、課程基本信息

課程編號：13106106

課程類別：專業核心課程

適應專業：材料科學與工程

總學時：64

總學分:3

課程簡介：本門課程是材料加工工程學科的主要專業技術基礎課，是研究金屬和非金屬工程材料成形工藝的技術基礎課。尤其在培養學生的工程意識、創新思想、運用規范的工程語言和解決工程實際問題的能力方面，具有其他課程不能替代的重要作用。

授課教材：《材料成形工藝基礎》，翟封祥 尹志華編，哈爾濱工業大學出版社，2002年。參考書目：

[1]《材料成形技術基礎》，陳金德 邢建東編，機械工業出版社，2000年。

[2]《工程材料與材料成形工藝》，王紀安主編，高等教育出版社，2000年。

二、課程教育目標

通過教學使學生掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎、了解常用鑄造合金、掌握成形方法及其發展、工藝設計；了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛、掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和了解金屬塑性成形新技術；掌握非金屬材料的成形加工工藝，工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝；了解熱噴涂與氣相沉積技術；了解材料成形方法的選擇，掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇。

三、教學內容與要求

1．金屬液態成形加工工藝

教學重點：液態成形理論基礎.教學難點：液態成形理論基礎；鑄件結構與工藝設計.教學時數：20學時

教學內容：包括液態成形理論基礎、常用鑄造合金、成形方法及其發展、工藝設計。教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握金屬液態成形加工工藝，包括液態成形理論基礎；

（2）了解常用鑄造合金；

（3）掌握成形方法及其發展、工藝設計。

2.金屬的塑性成形加工工藝

教學重點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能.教學難點：金屬塑性變形的實質；金屬塑性變形后的組織和性能；板料沖壓.教學時數：20學時

教學內容：自由鍛與胎模鍛、模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓和金屬塑性成形新技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解金屬的塑性成形加工工藝，自由鍛與胎模鍛；

（2）掌握模鍛、鍛件結構設計、軋制、擠壓與拉拔、板料沖壓；

（3）了解金屬塑性成形新技術

3.非金屬材料的成形加工工藝

教學重點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學難點：工程塑料及橡膠成形工藝；工程陶瓷及復合材料的成形工藝.教學時數：14學時

教學內容：工程塑料及橡膠成形工藝與工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）掌握工程塑料及橡膠成形工藝；

（2）掌握工程陶瓷及復合材料的成形工藝。

4.熱噴涂與氣相沉積技術

教學重點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學難點：熱噴涂技術、氣相沉積技術.教學時數：4學時

教學內容：熱噴涂技術、氣相沉積技術。

教學方式：課堂講授

教學要求：了解熱噴涂與氣相沉積技術。

5.材料成形方法的選擇

教學重點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學難點：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇.教學時數：6學時

教學內容：工程材料的選擇、材料成形方法的選擇。

教學方式：課堂講授

教學要求：（1）了解材料成形方法的選擇；

（2）掌握工程材料的選擇與材料成形方法的選擇.四、作業

該課程原則上每次課都布置作業，除了教材中的習題，也可以補充一些典型習題。

五、考核方式與成績評定

考核方式：考試

成績評定：總評成績＝平時成績（30%）+期末考試（70%），其中平時成績是平時作業與出勤情況，視具體情況而定。

執筆人：

責任人：

2013年8月

第三篇：編織袋及其加工工藝（推薦）

塑料編織袋是以聚丙烯（PP）為主要原料，經過擠出、拉絲，再經織造、編織、制袋而成。PP是一種半透明、半晶體的熱塑性塑料，具有高強度、絕緣性好、吸水率低、熱就形溫度高、密度小、結晶度高等特點，是制成編織袋的主要原料。改性填充物通常有玻璃纖維、礦物填料、熱塑性橡膠等。塑料編織袋的使用范圍很廣。就目前來說，塑料編織袋的主要用于農產品包裝、水泥袋包裝、食品包裝、巖土工程、旅游運輸、抗洪物資等。編織袋主要有塑料編織袋（無復膜編織袋）、復合塑料編織袋以及各種編織布等三類。塑料編織袋的生產工藝流程是:編織布通過印刷，切割，縫制，成為編織袋。依據所用的設備不同，可先切割后印刷，也可先印刷后切割。自動切割縫紉可連續完成印刷，切割，縫紉等工序，也可制成閥口袋，放底袋等，對于平織布可進行中縫粘合后制袋。

復合塑料編織袋的生產工藝流程是將編織布,涂復料和紙或膜，進行復合或涂復。得到的筒布或片布，筒布可以進行切割、印刷、縫合、制成普通的縫底袋，也可以打孔、折邊、切割、印刷、縫合，制成水泥袋，得到的片布，可以中縫粘合，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。平織布可以涂復或不涂復生產篷布，土工布等，圓筒布也可以破幅后涂復或是不涂復生產篷布或是土工布等

扁絲生產工藝技術指標主要分四類：

⑴..物化改性指標。主要有共混改性、混配比、功能助劑添加比、廢舊再生料摻混比；

⑵.物性流變指標。主要有牽伸比、吹脹比、牽伸比、回縮比； ⑶.機械性能指標。主要有拉斷力、相對拉斷力、斷裂伸長率、線速度、線密度偏差；

⑷.公差尺寸指標。主要有扁絲厚、扁絲寬等

內襯袋工藝 聚乙烯物料經擠出機加熱，熔融塑化穩定擠出；通過機頭擠出成圓筒型薄膜；通入壓縮氣吹脹，形成管泡；由冷卻風環冷卻定型，牽引入人字夾板折合；經牽引輥、傳動輥至收卷輥；最后進行切割、熱合工序完成內襯袋的生產，最后進行套袋。生產扁絲用純聚丙烯是不能滿足要求的，還必須加入一定比例的高壓聚乙烯、碳酸鈣和色母料等。加入少量的高壓聚乙烯，可以降低擠出過程中料流的黏度和熔化速度，流動性增加，改善扁絲和編織袋的韌性、柔軟性，保持一定的斷裂伸長率，使之改善聚丙烯的低溫沖擊性。

接枝聚丙烯加入，可以降低加工溫度、壓力。提高材料的流動和粘接性，更可以提高拉伸強度。碳酸鈣的加入，可以改變透明、不透光的缺陷，在減少在拉伸、編織過程中因摩擦產生的有害靜電，增加印刷商標圖案的油墨附著力，降低成品在存放過程中的自然收縮和降低成本。

第四篇：電主軸綜述

高速電主軸技術

喬志敏 S1203027 摘要:通過闡述了高速電主軸的發展歷程、高速電主軸的結構以及高速電主軸設計制造過程中的關鍵技術，分析了高精度、高轉速電主軸對數控機床性能的影響。實踐證明，采用高速加工技術可以解決機械產品制造中的諸多難題，能夠獲得特殊的加工精度和表面質量，高精度高轉速電主軸功能部件，對提高數控機床的性能具有極大的影響。

關鍵詞：高速電主軸；高精度；數控機床

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.高速電主軸的現狀與發展

早在20世紀50年代，就已出現了用于磨削小孔的高頻電主軸，當時的變頻器采用的是真空電子管，雖然轉速高，但傳遞的功率小，轉矩也小。隨著高速切削發展的需要和功率電子器件、微電子器件和計算機技術的發展，產生了全固態元件的變頻器和矢量控制驅動器，加上混合陶瓷球軸承的出現使得20世紀50年代末、90年代初的時候出現了用于銑削、鉆削、加工中心及車削等加工的大功率、大轉矩、高轉速的電主軸。

國外電主軸最早用于內圓磨床，上世紀80年代，隨著數控機床和高速切削技術的發展和需要，逐漸將電主軸技術應用于加工中心、數控銑床等高檔數控機床，成為近年來機床技術所取得的重大成就之一。隨著機床技術、高速切削技術的發展和實際應用的需要，對機床電主軸的性能也提出了越來越高的要求，目前國外從事高速數控機床電主軸研發與生產的企業主要有如下幾家：德國GMN、西門子、瑞士IBAG、美國Setco、意大利Omlet、Faemat、Gamfior、日本大隈等，其中尤以GMN、IBAG、Omlet、Setco、Gammfier等幾家的技術水平代表了這個領域的世界先進水平。

這些公司生產的電主軸較之國內生產的有以下幾個特點 :①功率大、轉速高。②采用高速、高剛度軸承。國外高速精密主軸上采用高速、高剛度軸承，主要有陶瓷軸承和液體動靜壓軸承，特殊場合采用空氣潤滑軸承和磁懸浮軸承。③精密加工與精密裝配工藝水平高。④配套控制系統水平高。這些控制系統包括轉子自動平衡系統、軸承油氣潤滑與精密控制系統、定轉子冷卻溫度精密控制系統、主軸變形溫度補償精密控制系統等。并在此基礎之上，這些外國廠家如美國、日本、德國、意大利和瑞士等工業發達國家已生產了多種商品化高速機床。如瑞士米克朗公司，就是世界上著名的精密機床制造商。它生產的機床配備最高達 60000r/min的高速電主軸，可以滿足不同的切削要求，所有的電主軸均裝有恒溫冷卻水套對主軸電機和軸承進行冷卻，并通過高壓油霧對復合陶瓷軸承進行潤滑。所有的電主軸均采用矢量控制技術，可以在低轉速時輸出大扭矩。2.高速電主軸的部件組成 2.1高速電主軸結構

數控機床的高速主軸具有高回轉速度，但這并無嚴格的界限。對作為高速切削機床代表的加工中心和數控銑床而言，一般是指最高轉速≥10000r/min的主軸系統，并相應具有高的角加（減）速度，以實現主軸的瞬時升降速與起停。為適應制造業對機床加工精度愈來愈高的要求，高速切削主軸還應有較高的回轉精度，通常要求主軸的徑向跳動小于1um或2um，軸向竄動小2um。此外，主軸也要有足夠的靜、動剛度，以承受一定的切削負荷并保持高的回轉精度。

高速機床的核心部件是高速電主軸，它將機床主軸與驅動電機合二為一，即將主軸電機的定子、轉子直接裝入主軸組件內部，也被稱為內裝式電主軸，其間不再使用皮帶或齒輪傳動副，從而實現機床主軸系統的“零傳動”。高速電主軸的結構緊湊、重量輕、慣性小、響應特性好，并可減少主軸振動和噪聲，是高速機床主軸單元的理想結構。

高速電主軸的結構如下圖1所示。

圖1 電主軸結構示意圖

高速電主軸單元包括動力源、主軸、軸承和機架四個主要部分，是高速機床的核心部件。這四個部分構成一個動力學性能及穩定性良好的系統，在很大程度上決定了機床所能達到的切削速度、加工精度和應用范圍。高速電主軸單元的性能取決于主軸的設計方法、材料、結構、軸承、潤滑、冷卻、動平衡、噪聲等多項相關技術，其中一些技術又是相互制約的，包括高速和高剛度的矛盾、高速和大轉矩的矛盾等。2.2高速電主軸的驅動

采用內裝式同軸電動機驅動的機床主軸，電動機是專制的內裝式，電動機軸就是機床主軸。電動機的轉子直接裝在機床主軸上，電動機的定子裝在主軸箱內，電動機自己沒有軸承，而是依靠機床的高精度空氣軸承支撐轉子的轉動。電動機現在都采用無刷直流電動機，可以很方便地進行主軸轉速的無級變速，同時由于電動機沒有電刷，不僅可以消除電刷引起的摩擦振動，而且免除了電刷磨損對電機的影響。為主軸能獲得盡量搞的回轉精度，電動機轉子裝在主軸上后應要求轉子和主軸運轉的影響。

同時內裝式同軸電動機驅動機床主軸存在一個的問題是：電動機工作時定子將發熱產生溫升，使主軸部件產生熱變形。為減小熱變形，電動機定子應采取強制通氣冷卻或釘子外殼做成夾層，通過恒溫（或水）冷卻，可以基本解決內裝式電動機發熱問題。

盡管將主電機內置于機床主軸箱中會帶來很多問題，但在高速機床上這幾乎是唯一的選擇。這是因為：

（1）如果電機不內置，則在高速下由皮帶和或齒輪等中間傳動件產生的振動與噪音等問題很難解決，會大大降低高速加工的精度和表面質量，并對車間環境產生嚴重的噪聲污染。

（2）高速加工對主軸運轉的角加速度有極高的要求，實現這一嚴酷要求最經濟的方法，就是盡可能把傳動系統的轉動慣量減至最小。而為了達到這個目的，只有將電機內置，取消齒輪、皮帶等一系列中間傳動環節。

（3）和皮帶、齒輪的末端傳動方式相比，主電機內置于主軸前后軸承之間，可大大提高主軸系統的剛度和固有頻率，即提高機床的臨界轉速。這就使電主軸運轉在最高轉速時，仍可遠離機床的臨界轉速，確保不發生共振，這點對高速加工的安全尤為重要。

（4）結構簡單緊湊，容易做成獨立的功能部件，可由專業廠進行標準化、系列化生產。機床主機廠只需根據用戶的不同要求進行選用，可方便的組成各種類型、各種性能的機床，包括多軸聯動機床，多面加工中心和并聯機床等。（5）主軸電動機做成內裝式，電動機和機床主軸采用同軸，不僅可以提高主軸的回軸精度，而且主軸箱的軸向長度縮短，主軸稱為一個獨立的，很方便移動的部件。

高速電主軸由靜止升速至每分鐘數萬轉乃至數十萬轉是相當困難的.電主軸為保證正常工作,必須施加一定量的預負荷,這又增加了電主軸的阻力矩.為使電主軸能順利地完成啟動過程,應選取較大的啟動轉矩,故高速電主軸的啟動電流要超出普通電機的額定電流5～7倍.現有的高速電主軸的驅動電源可分為兩類:(1)三相中頻發電機組是由一臺電動機和一臺中頻發電機組合而成.就其勵磁方式可分為整流子勵磁中頻發電機和異步繞籠勵磁中頻發電機.這種電源自身機械損耗和在機電轉換中的電磁能量損耗很大.并且噪音大、振動大,需建專用發電機房.又面臨輸電線路損耗大等難題,已很少使用.(2)靜止變頻電源是利用交流變頻調速技術.變頻器將工頻交流電轉換為所需頻率交流電.變頻器工作原理是建立在磁場矢量控制理論基礎上的.早期的靜止變頻電源多數以硅控元器件為主體,故體積大、可靠性差.已被大功率晶體管靜止變頻電源所替代.現今廣泛使用的晶體管變頻器是脈沖調幅式變頻調速電源.可將三相50Hz380V交流電源轉換成三相中頻電源,其輸出電壓、頻率連續可調.最新的變頻器采用先進的IGBT晶體管技術(如瑞士ABB公司生產的SAMIGS系列變頻器),可以實現異步電動機的無級變速,其適應性、實用性、經濟性均優于中頻發電機組.目前已成為高速電主軸主要驅動電源.2.3高速精密主軸的軸承

精密主軸部件是超精密機床保證加工精度的核心，主軸要求達到極高的回轉精度，轉動平穩，無振動，其關鍵在于所用的精密軸承。

從目前發展現狀來看，電主軸單元形成獨立的單元而成為功能部件以方便地配置到多種加工中心及高速機床上是高速、高效、高精度數控機床發展的一種趨勢。電主軸技術包括主軸機械體、高速主軸軸承、無外殼主軸電機及其控制模塊、潤滑冷卻系統、主軸刀柄接口和刀具夾緊方式以及刀具動平衡等。

電主軸是高速機床的“心臟部件”,是高速精密且承受較大的徑向和軸向切削負荷的旋轉部件。軸承作為其關鍵的支承技術首先必須滿足高速運轉的要求,并且有較高的回轉精度和較低的溫升;其次,必須具有盡可能高的徑向和軸向剛度。此外,還要具有較長的使用壽命,特別是保持精度的壽命。因此,軸承的性能對電主軸的使用功能極為重要。

目前使用在高速主軸中的軸承主要有：液體靜壓軸承、空氣靜壓軸承等。2.3.1液體靜壓軸承的高速主軸

液體靜壓軸承運轉時，在軸頸處形成高壓油膜，把軸懸浮抬起，形成液體摩擦，使主軸能高速運轉。通過對液體靜壓軸 承元件的幾何形狀進行優化設計，轉速特征值可達1.0×106 mm.r/min；若軸徑為30mm的主軸，其最高轉速可達3000r/min以上。

圖2是典型液體靜壓軸承主軸結構原理圖，液體靜壓軸承常用的液壓為0.6~1MPa，液體靜壓軸承主軸的運動精度很高，回轉誤差一般在0.2um以下。不但可以提高刀具的使用壽命，而且可以達到很高的加工精度和低的表面粗糙度

圖2 典型液體靜壓軸承主軸結構原理圖 1-徑向軸承 2-推力軸承 3-真空吸盤

值。制造模具時，使用液體靜壓主軸的液體摩擦損失大，故驅動功率損失比滾珠軸承大。同時為減少高速運轉發熱，靜壓軸承的軸徑不宜過大，這類高速主軸其徑向剛度較低，但軸向剛度能過超滾珠軸承主軸。因此，選用何種軸承必須根據具體應用要求來定。

液體靜壓軸承有較高的剛度和回轉精度，但也有下列缺點有待解決：（1）液體靜壓軸承的油溫升高，在不同轉速的溫升值不等，因此要控制恒溫較難，同時溫升將造成熱變形，影響主軸精度。

（2）靜壓油回油會將空氣帶入油源，形成微小氣泡懸浮在油中，不易排出，因此將降低液體靜壓軸承的剛度和動特性。

為解決這些問題，一般采用如下措施：

（1）提高靜壓油的壓力到6~8MPa，使油中微小氣泡的影響減小，提高了靜壓軸承的剛度和動特性。

（2）靜壓軸承用油經溫度控制，基本達到恒溫，減少軸承的溫升。（3）軸承用恒溫水冷卻，減小軸承的溫升。2.3.2空氣靜壓軸承的高速主軸

空氣靜壓軸承能在軸頸處形成高壓氣膜，降低摩擦，實現主軸高速運轉。空氣靜壓軸承高速主軸的轉速特征值可達2.7×106 mm.r/min，回轉誤差在0.05um以下，最高轉速可達10000r/min。采用金剛石刀具可以進行鏡面銑削，加工各種復雜的高精度面。

空氣靜壓軸承高速主軸的優點在于高回轉精度、高轉速和低溫升，因此造成的熱變形誤差很小，空氣軸承的應用促成了超精密機床的發展，而空氣軸承的主要問題是剛度低，只能承受較小的載荷。

（1）圓柱徑向軸承和端面止推空氣靜壓軸承

（2）雙半球空氣軸承主軸

（3）前部用球形，后半部用圓柱徑向空氣軸承的主軸

（4）立式空氣軸承

2.3.3磁懸浮軸承的高速主軸

磁懸浮軸承利用磁力把軸頸抬起運轉，能使主軸達到更高的轉速，轉速特征值可達4.0×106 mm.r/min，為滾珠軸承主軸的兩倍。目前使用的磁懸浮主軸的回轉精度可達0.2um。磁懸浮主軸的優點是高精度、高轉速和高剛度；缺點是磁懸 浮軸承由于價格昂貴，控制系統復雜，發熱問題難以解決，因而還無法在高速主軸單元上推廣應用。2.3.4混合陶瓷軸承的高速主軸

用氮化硅制的滾珠與鋼制軌道相組合，在高速轉動時離心力小，剛性好，溫度低，壽命長，功率可達80kW，轉速高達150000r／min。它的標準化程度高，便于維護，價格低，是目前在高速切削機床主軸上使用最多的支承元件。2.4電主軸中的關鍵技術

電主軸在設計生產過程中會遇到很多的技術性問題，其中要解決的關鍵技術問題主要有：內置電機的散熱問題；高速軸承的類型選擇及潤滑技術；主軸回轉組件的動平衡設計；主軸電機驅動控制模塊的選擇；主軸端部與刀柄的接口技術等。

內置電機散熱問題是電主軸特有的技術難題，處理不好會造成主軸過高的溫升，影響機床工作的可靠性和所能達到的最高轉速。目前解決這個問題有兩條路徑：（1）對于交流感應式電機，可以在電機定子外面加裝一個鋁制圓環，圓環外表面有螺栓槽。工作時，可將循環冷卻液（油或水）通入該螺旋槽中，從而把電機定子產生的熱量帶走。但轉子產生的熱量（約占電機總熱量的1/3）很難全部帶走；（2）采用交流永磁式主電機，這種電機的轉子用包含稀土元素的永久磁鐵制成，轉子不發熱，從而可大大改善電主軸的發熱特性，可用風冷代替上述液冷裝置，而且結構緊湊、扭矩大，可擴大空心主軸的內孔直徑，當用于臥式數控車床或車銑中心時，還可以提高棒料的通過能力。

電主軸是一種超高速運轉部件，結構上微小的不平衡量，在高速下都會產生巨大的離心力，造成機床的振動，影響加工精度和表面質量。因而電遵循主軸設計必須嚴格對稱設計原則，鍵連接和螺紋連接在這里被禁止使用。轉子和主軸之間用過盈配合實現扭矩的傳遞，主軸、主軸上的零件和主軸箱都必須經過十分精密的加工、裝配和調校，使主軸組件的動平穩度達到G0.4級以上的水平。

圖2 扭矩-功率特性

這種無外殼主軸電機有兩種驅動和控制方式：變頻器控制和矢量控制。其扭矩、功率與轉速的關系如圖2所示。對于普通變頻器（圖2a），其控制特性為恒扭矩驅動，輸出功率與轉速成正比，這種驅動器在低速時不夠穩定，不能滿足低速大扭矩（粗加工）的要求，也不具備主軸準停和C軸控制功能，但價格便宜，一般用于磨床、小孔鉆床、雕刻銑和普通的高速銑床等。矢量控制驅動器的控制特性如圖2b所示。其控制特性是：低速段為恒扭矩驅動，中高速段為恒功率控制。這種驅動器在0轉速時仍有很大的扭矩，再加上電主軸的慣性很小，因此可實現主軸啟動時瞬間（1~2秒）達到最高速。這種驅動器用角度傳感器實現位置 9

和速度的反饋，進行閉環控制，可實現主軸準停和C軸控制。這種驅動器一般用于高速加工中心和車削中心。

在高速加工中還需要注意一個特殊問題就是電主軸與刀具的聯接。一般通過刀柄作為機床主軸與刀具的接口。不正確的接口結構，會影響機床主軸的動平衡和高速切削的可靠性。標準的7/24的錐形聯接有許多優點：因不自鎖，可實現刀具的快速裝卸，這點對加工中心尤為重要；刀柄的椎體在拉桿軸向拉力作用下緊緊地與主軸的內錐孔接觸，可以減少刀具的懸伸量。此外它只有一個尺寸（錐角）需要加工，所以成本較低，目前應用非常廣泛。但是7/24錐形聯接在高速旋轉時有一個致命的缺點：主軸空心錐孔端部的擴張量大于實心刀柄的擴張量，造成刀具的軸向變位和徑向振擺，更嚴重的是影響了高速加工的可靠性與安全。在高速電主軸與刀具接口的研究中，目前較成功的是德國的HSK型刀柄和美國的KM型刀柄，他們都摒棄了原有的7/24標準錐度。其中以HSK刀柄更為流行，并已納入國際標準。HSK空心刀柄由1/10短錐面（徑向）和法蘭端面共同實現與電主軸的軸向定位和剛性連接，較好地解決了7/24錐柄刀具存在的上述問題。3.高速電主軸對數控機床的意義

電主軸可以根據用途、結構、性能參數等特征形成標準化、系列化產品，供主機選用，從而促進機床結構模塊化。標準化、系列化的電主軸產品易于形成專業化、規模化生產，實現功能部件的低成本制造；采用電主軸后機床結構的簡單化和模塊化也有利于降低機床成本；此外，還可以縮短機床研制周期，適應目前快速多變的市場趨勢。

采用電主軸結構的數控機床，由于結構簡化，傳動、連接環節減少，因此提高了機床的可靠性；技術成熟、功能完善、性能優良、質量可靠的電主軸功能部件使機床的性能更加完善，可靠性得以進一步提高。有些高檔數控機床，如并聯運動機床、五面體加工中心、小孔和超小孔加工機床等，必須采用電主軸，方能滿足完善的功能要求。

電主軸是由內裝式電機直接驅動，以滿足高速切削對機床“高速度、高精度、高可靠性及小振動”的要求，與機床高速進給系統、高速刀具系統一起組成高速切削所需要的必備條件。電主軸技術與電機變頻、閉環矢量控制、交流伺服控制等技術相結合，可以滿足車削、銑削、鏜削、鉆削、磨削等金屬切削加工的需要。

4.總結

采用高速加工技術可以解決機械產品制造中的諸多難題，取得特殊的加工精度和表面質量，因此這項技術在各類裝備制造業中得到越來越廣泛的應用，正在成為當今金切加工的主流技術。高精度、高轉速數控機床主軸單元是承載高速切削技術的主體之一，是高精度、高效率高檔數控機床的核心功能部件，是航空航天、汽車、船舶、精密模具、精密機械等尖端產品制造領域所需高檔加工母機的核心部件。

目前國內外電主軸技術的發展十分迅速，各生產廠商都在高可靠性、節能性、高精度、高加工效率、環保性、智能化等方面進行持續的科技攻關，以期形成自身的特色，占領電主軸技術發展的制高點。

近年來，我國數控機床功能部件，雖有很大發展，特別是電主軸的發展也相當快，但與國外的電主軸的發展技術相比，我們國家的水平還相當的落后，電主軸技術也存在許多的技術問題，對數控銑床的發展起到很大的制約作用。對電主軸的要求也越來越高，還需對大功率、高轉速、高主軸回轉精度，對電機驅動方式、動平衡測試技術、高速主軸的準停控制、軸承和潤滑等一系列問題進一步深入研究。朝著高速高精度化的趨勢發展。我們必須進一步研究，使我國的數控銑床的電主軸技術更進一步發展。

5.參考文獻

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第五篇：化纖紡絲后加工工藝初探

化纖紡絲后加工工藝初探

摘要:化學纖維后加工是指對化學纖維紡絲成形后的初生纖維進行一系列后處理加工，使其適應紡織加工和使用的要求。如果經過一系列的后處理加工，就有可能使最終的成品纖維的結構和性能得到完善和提高;反過來,比較完善的初生態纖維如采取的后處理工藝不合理，最終成品的質量也會大大降低。

關鍵詞：化學纖維 后加工

對化學纖維紡絲成形后的初生纖維進行一系列后處理加工，使其適應紡織加工和使用的要求。依化學纖維品種和紡絲工藝的不同，后處理工序也不相同。濕法紡絲的后處理工序較長，例如粘膠纖維采取濕法成形，后處理工序有水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、脫水及干燥等；醋酯纖維采取干法成形,后處理工序比較簡單,只有卷繞和加拈；至于大多數以熔體紡絲成形的合成纖維，則有卷繞、拉伸、熱松弛、熱定形、卷繞及加拈等，制造短纖維時還增加切段工序。以上品種所采用的后處理設備也不盡相同,有分段處理的單元設備,也有連續處理的設備。初生態化學纖維的結構和性質常常不完善，不能滿足紡織加工和使用的要求，但如果經過一系列的后處理加工，就有可能使最終的成品纖維的結構和性能得到完善和提高;反過來,比較完善的初生態纖維如采取的后處理工藝不合理，最終成品的質量也會大大降低。因此后加工是化學纖維制造不可分割的組成部分。

水洗 用濕法成形的纖維常需要立即進行水洗以除去纖維表層所粘附的溶液及有機、無機物雜質，否則初生纖維有可能發生降解或受到變質和變色等損傷。粘膠纖維水洗是為了除去粘附在表面的硫酸、硫酸鋅和其他膠體硫化物等；以硫氰酸鈉溶液為溶劑的腈綸水洗是為除去殘留的腐蝕性硫氰酸鈉溶液和揮發性丙烯腈；錦綸（聚酰胺-6）的水洗則是為了洗去單體己內酰胺，同時也可以防止單體污染車間空氣。水洗一般是使運行的絲條（或含大量絲條的束絲）在一個或兩個連貫排列的洗滌槽內通過，槽內盛滿洗滌水；或在行進的絲條上噴灑凈液，直到絲條洗凈到需要的程度為止。拉伸

化學纖維的拉伸，不同于紡紗過程中的牽伸，是指初生態纖維在它的微觀結構尚未完全固定以前，在特定的張力下使卷曲而無序的大分子沿軸向整列和伸展的過程。在這一過程中，無序的大分子朝有序方向發展，大分子之間的接觸點增加，分子間力增強，聚集區域擴大，為纖維的結晶提供條件。這時纖維的密度增加，抗張強度上升；纖維變細，抗張延伸度下降；光學性和導熱性則呈現各向導性。總之，纖維經拉伸后綜合性的物理-機械性能得到改善，實用價值提高。

化學纖維的拉伸工序是在有兩組或三組不同轉速的導輥或導盤的拉伸裝置上進行的。被拉伸的纖維或束絲從導輥或導盤的縫隙之間通過，兩端導輥或導盤的速差使纖維伸長。這種拉伸也常和加拈工序結合,在拉伸-加拈設備上同時進行。

纖維的拉伸必須在一定的介質中和一定的溫度下進行，一般有三種方法： ① 干熱拉伸：在空氣中加熱狀態下（如滌綸和維綸長絲）或在室溫條件下（如錦綸和丙綸長絲）拉伸。

② 蒸汽拉伸：在飽和蒸汽中（如腈綸短纖維）或在過熱蒸汽中（如滌綸短纖維生產中第二道拉伸）拉伸。

③ 濕熱拉伸：在水浴中或在溶劑與沉淀劑混合液中加熱拉伸，粘膠簾子線的塑性拉伸，滌綸短纖維第一道熱拉伸以及腈綸短纖維的預拉伸等便是。

熱定形

合成纖維被拉伸以后在定形裝置中加熱狀態下停留一定時間，使拉伸之后的結構得到穩定。纖維在拉伸過程中大分子在應力作用下發生變形，拉伸作用越強，變形也越大，應力消失后就有回復到原位的傾向。纖維在松弛狀態下加熱，則會發生縮褶現象，直到在拉伸過程中所產生的變形全部消失為止。經過定形的纖維，外觀形態能在定形溫度以下長時期保持穩定而不變，纖維的性能也更為穩定，沸水收縮率降低，染色性能也可以得到改善。如果纖維的熱定形是在張力下進行，變形也會被消除，這樣的纖維可以在比松弛定形溫度高得多的溫度下加熱，而只發生少量縮褶。

影響熱定形的主要因素是溫度、時間、容許松弛的量和在定形前分子經受整列的程度。在一般情況下，定形溫度應高于纖維（或織物）的最高使用溫度，以保證在使用條件下結構與形態的穩定。按纖維所處的介質和加熱方式熱定形分為：

① 干熱空氣定形； ② 接觸加熱定形； ③ 水蒸氣濕熱定形和 ④ 浴液熱定形等。

根據不同纖維品種選用不同的定形設備，如定形鍋、簾式熱定形機和熱板定形機等。

卷曲

用化學或機械的方式使化學纖維外形獲得立體的、平面的或鋸齒形波紋的過程。化纖短纖維通常用于與棉或羊毛等天然纖維混紡，也可以純紡。一般的化學纖維表面平滑無卷曲(永久卷曲的復合纖維除外)，抱合力小，不易互相拈合或與其他纖維拈合，即可紡性能差。卷曲加工能使化學短纖維獲得與天然纖維相類似的卷曲，可紡性能會大大改善。

卷曲的方法有：機械法和化學法兩類。機械卷曲法是先將纖維束在熱水或蒸汽中預熱,而后通過卷曲機,借卷曲輪和卷曲箱的作用產生鋸齒形平面卷曲效應。用化學法獲得的卷曲,則是空間立體狀的永久性卷曲波紋(見復合纖維)。最常用的卷曲機主要由卷曲輪、卷曲箱和加壓機構組成。

切段

化學纖維長絲一般只能象蠶絲那樣制成織物或者與蠶絲交織。如切成短段使其長度與棉或羊毛相近，則可以象棉或羊毛那樣供作純紡或者混紡后制成織物。這樣的織物用途遠較長絲織物為廣。短纖維的紡絲工藝與長絲基本相同，區別在于長絲常在孔數有限（50孔以下）的噴絲頭上紡絲成形，而制造短纖維的噴絲頭孔數常達數千甚至數萬。短纖維在后處理工藝上除增加切段和卷曲外，設備結構也與長絲不同，容量較大。切成的短纖維常成簇，必須進一步開松、混和，而后用與棉或羊毛相同方式紡紗和織造。

切段有濕切、干切、牽切三種形式。用前兩種切斷法可獲得段狀纖維簇，再送入開松和混和機。后一種加工方式的短纖維仍具有連續粗束絲外形，許多纖維段間歇地分布在粗束絲內部，圍繞束絲軸平行定向（見紡絲直接成條）。非連續式切段裝置是由兩個迅速旋轉的刀輪組合而成，其中一個刀輪沿周邊等距滿布割刀，另一輪則在與割刀對應處刻有溝槽。當束絲以垂直方向從刀輪的縫隙中經過時，即被切成預定長度的纖維段，落入收集器內送出機外。

濕法成形絲精制

濕法成形的初生絲大都需要經過高度的精制處理才有實用價值。精制的工序隨不同的品種而異，有的品種甚至在后處理過程中還有重大的化學變化，如在維綸的制造中對聚乙烯醇纖維進行縮甲醛化處理。

粘膠絲是濕法成形纖維中精制過程最繁復的品種之一。粘膠簾子線的后處理較普通粘膠纖維簡單得多,只須經過洗滌、半脫硫和再洗滌即可,常在連續后處理機上進行。粘膠簾子線纖維表面光滑，在制造輪胎中不易與橡膠抱合，因此，必須先在樹脂和橡膠溶液內對纖維進行熱處理。此外，由于簾子線是條干粗而單絲根數多的束纖維，宜采用特殊條件的高效干燥法，以縮短處理時間。