高速主轴单元

高速主轴单元是高速切削机床最重要的部件，也是完成高速和超高速加工的最关键技术

之一。需求动平衡性高，刚性好，反转精度尚，有杰出的热稳定性，能传递满足的力矩和功

率，能接受高的离心力，带有准确的测温设备和高效的冷却设备。

高速主抽单元的类型首要有电主轴和气动主轴，气动主轴当前的研讨首要是应用于精密

加工，功率较小，其最高转速达150000r／min，输出功率仅为30w摆布。

8．2．1 高速电主轴的布局和特色

高速电主轴是高速机床的核心部件，它将机床主轴与电机轴合二为一，行将主轴电机的

定子和转子直接装入主轴组件的内部．也被称为内装式电主轴(built—En m。tor sPindle＞。其间不再运用皮带或齿轮传动副，然后完成机床主轴体系的“零传动”*具有布局紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好等长处，并改进了机床肋动平衡，避免振荡和噪声，在超高速机床中得到了广泛的应用。当前电主轴最大转速可达200000r／min，宜径规模33—300mm，功率规模125w一80kW，扭矩规模o．02—300N·m。图8—2所示为高速加工用的电主轴示意图。

电主轴取消了传统的皮带及齿轮传动，选用内装式vAc沟通变频宽速电机和主轴联为一体的直接驱动，即所谓的“零传动”。可以完成更高的速度、稿度、功率。布局紧凑、重

量轻、惯性小、振荡小、噪声低、呼应快，易于完成主轴定位，是高速主铀的理想布局。图

8—3所示的电主轴布局是将电机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体即是电机座，

并合作其他安全保证措施，完成电机与机床主轴的一体化。电主轴布局的根本构成如，它通

常由电主轴单元、轴承及其光滑单元、主轴冷却单元以及动平衡单元组成。

与传统机床主轴比较，电主轴具有如下特色：

(1)主铀由内装式电动机直接驱动，省去了中间传动环节，具有布局紧凑t机械功率

高、噪声低、振荡小和精度高等特色；

(2)选用沟通变额调速和矢[shǐ]量操控，输出功率大，调整规模宽，功率转矩特性好；

(3)机械布局简单，转动惯旦小，可完成很高的速度和加速度及定视点酌疾速难停；

(4)电主轴更简单完成高速化，其动态精度和动态稳定性非常好；

(5)因为没有中间传动环节的外力作用，主轴运转更乎稳．使主轴轴承寿数得到延伸。

电主轴的根本参数和首要标准包含：套简直径、最高转速、输出功率、转矩和刀具接口

等，其间，套简直径为电主轴的首要参数。当前，国内外专业的电主轴制造厂已可供给几百

种标准的电主轴。其套简直径从32mm至320mm、转速从10000r／min到15000。r／min、功率从0．5kW到80kW、转矩从o．1N·m到300N·m。

国外高速主轴单元的开展较快，中等标准的加工中心的主轴转速已一般到达loooor／

min乃至更高。美国福特汽车公司推出的HvM800卧式加工中心主独单元选用液体动静压

轴承最高转速为15000 r／mtn；德国GMN公司的磁浮轴承主轴单元的转速最高达100000r／min以上；瑞士MiLron公司选用的电主轴具有领先的矢[shǐ]量式闭环操控、动平衡较好的主轴布局、油雾光滑的混合陶瓷轴承，可以随室温调整的温度操控体系，以确保主轴在悉数作业时间内温度恒定。现在国内10000—15000r／m：n的立式加工中心和18000 r／min（转/分钟）的卧式加工中心已开发成功并投放市场，出产的高速数字化仿形铣床最高转速到达了40000 r／min。