發(fā)布時(shí)間：2015-01-20
車(chē)床電主軸是近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)。高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái)，因此可做成“主軸單元”，俗稱(chēng)“電主軸”。
車(chē)床電主軸是近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)。高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接BT50加工中心主軸驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái)，因此可做成“主軸單元”，俗稱(chēng)“電主軸”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。
概述
車(chē)床電主軸是在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，它與直線(xiàn)電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，把高速加工推向一個(gè)新時(shí)代。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤(rùn)滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸，主軸單元的殼體就是電動(dòng)機(jī)機(jī)座，并且配合其他零部件，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸的一體化。
目前，隨著電氣傳動(dòng)技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動(dòng)機(jī)矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái)，因此可做成“主軸單元”，俗稱(chēng)“電主軸”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī)，故也稱(chēng)為“高頻主軸”（HighFrequencySpindle)。由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱(chēng)它為“直接傳動(dòng)主軸”（DirectDriveSpindle)。
優(yōu)點(diǎn)
高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、內(nèi)圈帶鎖口的結(jié)構(gòu)更適合噴霧潤(rùn)滑。
主要用途
數(shù)控機(jī)床●機(jī)電設(shè)備
微型電機(jī)●壓力轉(zhuǎn)子
車(chē)床電主軸 - 高科
4高科技
高速軸承技術(shù) 電主軸通常采用動(dòng)靜壓軸承、復(fù)合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。
高速軸承技術(shù)
電主軸通常采用動(dòng)靜壓軸承、復(fù)合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。動(dòng)靜壓軸承具有很高的剛度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工質(zhì)量、延長(zhǎng)刀具壽命、降低加工成本，這種軸承壽命多半無(wú)限長(zhǎng)。
復(fù)合陶瓷軸承目前在電主軸單元中應(yīng)用較多，這種軸承滾動(dòng)體使用熱壓Si3N4陶瓷球，軸承套圈仍為鋼圈，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)改動(dòng)小，易于維護(hù)。
電磁懸浮軸承高速性能好，精度高，容易實(shí)現(xiàn)診斷和在線(xiàn)監(jiān)控，但是由于電磁測(cè)控系統(tǒng)復(fù)雜，這種軸承價(jià)格十分昂貴，而且長(zhǎng)期居高不下，至今沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
高速電機(jī)技術(shù)
電主軸是電動(dòng)機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上可以把電主軸看作一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動(dòng)平衡；
結(jié)構(gòu)說(shuō)明及油氣潤(rùn)滑
車(chē)床電主軸的基本構(gòu)成 電主軸是一個(gè)高精度的執(zhí)行元件，而影響電主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素有：
、僦鬏S誤差主要包括主軸支承軸頸的圓度誤差、同軸度誤差（使主軸軸心線(xiàn)發(fā)生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線(xiàn)的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動(dòng)量）
、谳S承誤差
軸承誤差包括滑動(dòng)軸承內(nèi)孔或滾動(dòng)軸承滾道的圓度誤差，滑動(dòng)軸承內(nèi)孔或滾動(dòng)軸承滾道的波度，滾動(dòng)軸承滾子的形狀與尺寸誤差，軸承定位端面與軸心線(xiàn)垂直度誤差，軸承端面之間的平行度誤差，軸承間隙以及切削中的受力變形等。BT40加工中心電主軸
③主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度及熱變形
從以上可以看出影響電主軸回轉(zhuǎn)精度的主要原因就是軸承磨損，軸及接觸面磨損。為了保證我們的電主軸能在保證精度的情況下正常工作，我們就要盡可能的降低軸承相關(guān)部位的磨損率，而降低磨損的主要方式就是潤(rùn)滑，對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑處理，保證良好的潤(rùn)滑及冷卻效果。因此選擇合理正確的潤(rùn)滑方式是保證電主軸正常工作的重要條件。
經(jīng)過(guò)多年研究和一些客戶(hù)的反應(yīng)，油氣潤(rùn)滑裝置使用在電主軸上面被普遍認(rèn)可，俗稱(chēng)“電主軸油氣潤(rùn)滑裝置”。電主軸油氣潤(rùn)滑裝置通俗的解釋就是，油跟隨氣體的流動(dòng)而往前運(yùn)動(dòng)。氣體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)帶動(dòng)附著在管壁上面的少量油滴進(jìn)入到兩邊的傳動(dòng)軸承，噴灑到摩擦面上的是帶有油滴的油氣混合體。這種潤(rùn)滑裝置不僅經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、快速、高效，更重要的是油滴適中，不會(huì)造成因油量過(guò)多軸承無(wú)法散熱，也不會(huì)造成因油量過(guò)多，軸承在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生背壓，避免了電主軸負(fù)載增加，更不會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)現(xiàn)象。
我們公司一直在和北京多普賽進(jìn)行合作，一直使用他們的威普4油氣潤(rùn)滑裝置進(jìn)行軸承潤(rùn)滑，市場(chǎng)客戶(hù)評(píng)價(jià)很高，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、快速、高效、節(jié)能的幾大特點(diǎn)。
冷卻裝置
為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對(duì)電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內(nèi)置脈沖編碼器
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。
自動(dòng)換刀裝置
為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動(dòng)換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸等；
高速刀具的裝卡方式
廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實(shí)踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。
高頻變頻裝置
要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。</CN>
車(chē)床電主軸的基本構(gòu)成
電主軸是一個(gè)高精度的執(zhí)行元件，而影響電主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素有：
①主軸誤差主要包括主軸支承軸頸的圓度誤差、同軸度誤差（使主軸軸心線(xiàn)發(fā)生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線(xiàn)的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動(dòng)量）
、谳S承誤差
軸承誤差包括滑動(dòng)軸承內(nèi)孔或滾動(dòng)軸承滾道的圓度誤差，滑動(dòng)軸承內(nèi)孔或滾動(dòng)軸承滾道的波度，滾動(dòng)軸承滾子的形狀與尺寸誤差，軸承定位端面與軸心線(xiàn)垂直度誤差，軸承端面之間的平行度誤差，軸承間隙以及切削中的受力變形等。BT40加工中心電主軸
BT40加工中心電主軸
③主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度及熱變形
從以上可以看出影響電主軸回轉(zhuǎn)精度的主要原因就是軸承磨損，軸及接觸面磨損。為了保證我們的電主軸能在保證精度的情況下正常工作，我們就要盡可能的降低軸承相關(guān)部位的磨損率，而降低磨損的主要方式就是潤(rùn)滑，對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑處理，保證良好的潤(rùn)滑及冷卻效果。因此選擇合理正確的潤(rùn)滑方式是保證電主軸正常工作的重要條件。
經(jīng)過(guò)多年研究和一些客戶(hù)的反應(yīng)，油氣潤(rùn)滑裝置使用在電主軸上面被普遍認(rèn)可，俗稱(chēng)“電主軸油氣潤(rùn)滑裝置”。電主軸油氣潤(rùn)滑裝置通俗的解釋就是，油跟隨氣體的流動(dòng)而往前運(yùn)動(dòng)。氣體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，會(huì)帶動(dòng)附著在管壁上面的少量油滴進(jìn)入到兩邊的傳動(dòng)軸承，噴灑到摩擦面上的是帶有油滴的油氣混合體。這種潤(rùn)滑裝置不僅經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、快速、高效，更重要的是油滴適中，不會(huì)造成因油量過(guò)多軸承無(wú)法散熱，也不會(huì)造成因油量過(guò)多，軸承在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生背壓，避免了電主軸負(fù)載增加，更不會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)現(xiàn)象。
我們公司一直在和北京多普賽進(jìn)行合作，一直使用他們的威普4油氣潤(rùn)滑裝置進(jìn)行軸承潤(rùn)滑，市場(chǎng)客戶(hù)評(píng)價(jià)很高，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、快速、高效、節(jié)能的幾大特點(diǎn)。
為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對(duì)電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。
為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動(dòng)換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸等；
高速刀具的裝卡方式
廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實(shí)踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。
要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。