電主軸是較近幾年在數(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)。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、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換裝置等。電動機(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機(jī)機(jī)座，并且配合其他零部件，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)與機(jī)床主軸的一體化。
隨著電氣傳動技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動機(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)床主傳動系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)動，從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動”。這種主軸電動機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對獨(dú)立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動機(jī)，故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為“直接傳動主軸”。特性為高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、內(nèi)圈帶鎖口的結(jié)構(gòu)更適合噴霧潤滑。
高頻主軸的技術(shù)結(jié)構(gòu)：
1、高速軸承技術(shù)
電主軸通常采用動靜壓軸承、復(fù)合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。
動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、延長具壽命、降低加工成本，這種軸承壽命多半無限長。
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，對機(jī)床結(jié)構(gòu)改動小，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)診斷和在線監(jiān)控，但是由于電磁測控系統(tǒng)復(fù)雜，這種軸承價格十分昂貴，而且長期居高不下，至今沒有得到廣泛應(yīng)用。
2、高速電機(jī)技術(shù)
電主軸是電動機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動機(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高速電動機(jī)。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡；
3、冷卻裝置
為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對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。
4、內(nèi)置脈沖編碼器
為了實(shí)現(xiàn)自動換以及剛性攻螺紋，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。
5、自動換裝置
為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動換裝置，包括碟形簧、拉油缸等；
6、高速具的裝卡方式
廣為熟悉的BT、ISO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等高速具。
7、高頻變頻裝置
要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電動機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。
高頻主軸的結(jié)構(gòu)精度說明及油氣潤滑：
電主軸由無外殼電機(jī)、主軸、軸承、主軸單元?dú)んw、驅(qū)動模塊和冷卻裝置等組成。電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用壓配方法與主軸做成一體，主軸則由前后軸承支承。電機(jī)的定子通過冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。主軸的變速由主軸驅(qū)動模塊控制，而主軸單元內(nèi)的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝具。
電主軸是一個高精度的執(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（使主軸軸心線發(fā)生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動量）
②軸承誤差
軸承誤差包括滑動軸承內(nèi)孔或滾動軸承滾道的圓度誤差，滑動軸承內(nèi)孔或滾動軸承滾道的波度，滾動軸承滾子的形狀與尺寸誤差，軸承定位端面與軸心線垂直度誤差，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。
隨著電氣傳動技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動機(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)床主傳動系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動機(jī)直接驅(qū)動，從而把機(jī)床主傳動鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動”。這種主軸電動機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對獨(dú)立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動機(jī)，故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為“直接傳動主軸”。特性為高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、內(nèi)圈帶鎖口的結(jié)構(gòu)更適合噴霧潤滑。
高頻主軸的技術(shù)結(jié)構(gòu)：
1、高速軸承技術(shù)
電主軸通常采用動靜壓軸承、復(fù)合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。
動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、延長具壽命、降低加工成本，這種軸承壽命多半無限長。
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，對機(jī)床結(jié)構(gòu)改動小，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)診斷和在線監(jiān)控，但是由于電磁測控系統(tǒng)復(fù)雜，這種軸承價格十分昂貴，而且長期居高不下，至今沒有得到廣泛應(yīng)用。
2、高速電機(jī)技術(shù)
電主軸是電動機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動機(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高速電動機(jī)。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡；
3、冷卻裝置
為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對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。
4、內(nèi)置脈沖編碼器
為了實(shí)現(xiàn)自動換以及剛性攻螺紋，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。
5、自動換裝置
為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動換裝置，包括碟形簧、拉油缸等；
6、高速具的裝卡方式
廣為熟悉的BT、ISO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等高速具。
7、高頻變頻裝置
要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電動機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。
高頻主軸的結(jié)構(gòu)精度說明及油氣潤滑：
電主軸由無外殼電機(jī)、主軸、軸承、主軸單元?dú)んw、驅(qū)動模塊和冷卻裝置等組成。電機(jī)的轉(zhuǎn)子采用壓配方法與主軸做成一體，主軸則由前后軸承支承。電機(jī)的定子通過冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。主軸的變速由主軸驅(qū)動模塊控制，而主軸單元內(nèi)的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝具。
電主軸是一個高精度的執(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（使主軸軸心線發(fā)生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動量）
②軸承誤差
軸承誤差包括滑動軸承內(nèi)孔或滾動軸承滾道的圓度誤差，滑動軸承內(nèi)孔或滾動軸承滾道的波度，滾動軸承滾子的形狀與尺寸誤差，軸承定位端面與軸心線垂直度誤差，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。
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