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高速主軸單元

高速主軸單元是高速切削機床最重要的部件，也是完成高速和超高速加工的最關鍵技術

之一。需求動平衡性高，剛性好，反轉精度尚，有杰出的熱穩定性，能傳遞滿足的力矩和功

率，能接受高的離心力，帶有準確的測溫設備和高效的冷卻設備。

高速主抽單元的類型首要有電主軸和氣動主軸，氣動主軸當前的研討首要是應用于精密

加工，功率較小，其最高轉速達150000r／min，輸出功率僅為30w擺布。

8．2．1 高速電主軸的布局和特色

高速電主軸是高速機床的核心部件，它將機床主軸與電機軸合二為一，行將主軸電機的

定子和轉子直接裝入主軸組件的內部．也被稱為內裝式電主軸(built—En m。tor sPindle＞。其間不再運用皮帶或齒輪傳動副，然后完成機床主軸體系的“零傳動”*具有布局緊湊、重量輕、慣性小、動態特性好等長處，并改進了機床肋動平衡，避免振蕩和噪聲，在超高速機床中得到了廣泛的應用。當前電主軸最大轉速可達200000r／min，宜徑規模33—300mm，功率規模125w一80kW，扭矩規模o．02—300N·m。圖8—2所示為高速加工用的電主軸示意圖。

電主軸取消了傳統的皮帶及齒輪傳動，選用內裝式vAc溝通變頻寬速電機和主軸聯為一體的直接驅動，即所謂的“零傳動”。可以完成更高的速度、稿度、功率。布局緊湊、重

量輕、慣性小、振蕩小、噪聲低、呼應快，易于完成主軸定位，是高速主鈾的理想布局。圖

8—3所示的電主軸布局是將電機的轉子直接作為機床的主軸，主軸單元的殼體即是電機座，

并合作其他安全保證措施，完成電機與機床主軸的一體化。電主軸布局的根本構成如，它通

常由電主軸單元、軸承及其光滑單元、主軸冷卻單元以及動平衡單元組成。

與傳統機床主軸比較，電主軸具有如下特色：

(1)主鈾由內裝式電動機直接驅動，省去了中間傳動環節，具有布局緊湊t機械功率

高、噪聲低、振蕩小和精度高等特色；

(2)選用溝通變額調速和矢[shǐ]量操控，輸出功率大，調整規模寬，功率轉矩特性好；

(3)機械布局簡單，轉動慣旦小，可完成很高的速度和加速度及定視點酌疾速難停；

(4)電主軸更簡單完成高速化，其動態精度和動態穩定性非常好；

(5)因為沒有中間傳動環節的外力作用，主軸運轉更乎穩．使主軸軸承壽數得到延伸。

電主軸的根本參數和首要標準包含：套簡直徑、最高轉速、輸出功率、轉矩和刀具接口

等，其間，套簡直徑為電主軸的首要參數。當前，國內外專業的電主軸制造廠已可供給幾百

種標準的電主軸。其套簡直徑從32mm至320mm、轉速從10000r／min到15000。r／min、功率從0．5kW到80kW、轉矩從o．1N·m到300N·m。

國外高速主軸單元的開展較快，中等標準的加工中心的主軸轉速已一般到達loooor／

min乃至更高。美國福特汽車公司推出的HvM800臥式加工中心主獨單元選用液體動靜壓

軸承最高轉速為15000 r／mtn；德國GMN公司的磁浮軸承主軸單元的轉速最高達100000r／min以上；瑞士MiLron公司選用的電主軸具有領先的矢[shǐ]量式閉環操控、動平衡較好的主軸布局、油霧光滑的混合陶瓷軸承，可以隨室溫調整的溫度操控體系，以確保主軸在悉數作業時間內溫度恒定。現在國內10000—15000r／m：n的立式加工中心和18000 r／min（轉/分鐘）的臥式加工中心已開發成功并投放市場，出產的高速數字化仿形銑床最高轉速到達了40000 r／min。