高速數(shù)控機床的工作性能，首先取決于高速主軸的性能。數(shù)控機床高速電主軸單元影響加工系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性及應(yīng)用范圍，其動力性能及穩(wěn)定性對高速加工起著關(guān)鍵的作用。
隨著高速切削、超高速切削技術(shù)以及切削刀具的發(fā)展，越來越多的機械制造裝備都不斷地向高速、高精、高效以及高智能化轉(zhuǎn)變，各行業(yè)對高速數(shù)控機床的需求與日俱增。其中高速電主軸是數(shù)控機床高新技術(shù)之一，其內(nèi)置電主軸直驅(qū)單元已經(jīng)成為最適宜高性能工況的數(shù)控機床產(chǎn)品核心功能部件之一。高速數(shù)控機床設(shè)計制造中，高速電主軸最為關(guān)鍵。
國外公司生產(chǎn)的電主軸較之國內(nèi)生產(chǎn)的有以下幾個特點:功率大、轉(zhuǎn)速高;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;精密加工與精密裝配工藝水平高;配套控制系統(tǒng)水平高，這些控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子自動平衡系統(tǒng)、軸承油氣潤滑與精密控制系統(tǒng)、定轉(zhuǎn)子冷卻溫度精密控制系統(tǒng)和主軸變形溫度補償精密控制系統(tǒng)等。在此基礎(chǔ)之上，這些外國廠家如美國、日本、德國、意大利和瑞士等工業(yè)發(fā)達國家已生產(chǎn)了多種商品化高速機床。
電主軸技術(shù)的發(fā)展趨勢
1、繼續(xù)向高速度、高剛度方向發(fā)展
由于高速切削和實際應(yīng)用的需要，隨著主軸軸承及其潤滑技術(shù)、精密加工技術(shù)、精密動平衡技術(shù)、高速刀具及其接口技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床用電主軸高速化已成為目前發(fā)展的普遍趨勢。在電主軸的系統(tǒng)剛度方面，由于軸承及其潤滑技術(shù)的發(fā)展，電主軸的系統(tǒng)剛度越來越大，滿足了數(shù)控機床高速、高效和精密加工發(fā)展的需要。
2、向高速大功率、低速大轉(zhuǎn)矩方向發(fā)展
根據(jù)實際使用的需要，多數(shù)數(shù)控機床需要同時能夠滿足低速粗加工時的重切削、高速切削時精加工的要求。因此，機床電主軸應(yīng)該具備低速大轉(zhuǎn)矩、高速大功率的性能。
3、進一步向高精度、高可靠性和延長工作壽命方向發(fā)展用戶對數(shù)控機床的精度和使用可靠性提出了越來越高的要求，作為數(shù)控機床核心功能部件之一的電主軸，要求其本身的精度和可靠性隨之越來越高。如主軸徑向跳動在0.001
mm以內(nèi)、軸向定位精度在0.5
?m以下。同時，由于采用了特殊的精密主軸軸承、先進的潤滑方法以及特殊的預(yù)負荷施加方式，電主軸的壽命相應(yīng)得到了延長，其使用可靠性越來越高。
4、電主軸內(nèi)裝電動機性能和形式多樣化
為滿足實際應(yīng)用的需要，電主軸電動機的性能得到了改善。此外，出現(xiàn)了永磁同步電動機電主軸，與相同功率的異步電動機電主軸相比，同步電動機電主軸的外形尺寸小，有利于提高功率密度，實現(xiàn)小尺寸、大功率。
5、快速啟動、停止響應(yīng)速度加快
為縮短輔助時間，提高效率，要求數(shù)控機床電主軸的啟、停時間越短越好，因此需要很高的啟動和停機加(減)速度。目前，國外機床電主軸的啟、停加速度可達到lg以上，全速啟、停時間在l
s以內(nèi)。
6、軸承及其預(yù)載荷施加方式、潤滑方式多樣化
除了常規(guī)的鋼制滾動軸承外，近年來陶瓷球混合軸承越來越得到廣泛的應(yīng)用，潤滑方式有油脂、油霧和油氣等，尤其是油氣潤滑方法(又稱Oil-air)，由于具有適應(yīng)高速、環(huán)保節(jié)能的特點，得到越來越廣泛的推廣和應(yīng)用;滾動軸承的預(yù)負荷施加方式除了剛性預(yù)負荷(又稱定位預(yù)負荷)、彈性預(yù)負荷(又稱定壓預(yù)負荷)之外，又發(fā)展了一種智能預(yù)負荷方式，即利用液壓油缸對軸承施加預(yù)負荷，并且可以根據(jù)主軸的轉(zhuǎn)速、負載等具體工況控制預(yù)負荷的大小，使軸承的支承性能更加優(yōu)良。
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