高速電主軸對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的影響

    高速電主軸對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展以及金屬切削技術(shù)的影響
　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)、簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)、提高機(jī)床性能方面的作用
　　(1)簡化結(jié)構(gòu)，促進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化
　　電主軸可以根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)等特征形成標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，供主機(jī)選用，從而促進(jìn)機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化。
　　(2)降低機(jī)床成本，縮短機(jī)床研制周期
　　一方面，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的電主軸產(chǎn)品易于形成專業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)功能部件的低成本制造；另一方面，采用電主軸后，機(jī)床結(jié)構(gòu)的簡單化和模塊化，也有利于降低機(jī)床成本。此外，還可以縮短機(jī)床研制周期，適應(yīng)目前快速多變的市場趨勢。
　　(3)改善機(jī)床性能，提高可靠性
　　采用電主軸結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床，由于結(jié)構(gòu)簡化，傳動(dòng)、連接環(huán)節(jié)減少，因此提高了機(jī)床的可靠性；技術(shù)成熟、功能完善、性能優(yōu)良、質(zhì)量可靠的電主軸功能部件使機(jī)床的性能更加完善，可靠性得以進(jìn)一步提高。
　　(4)實(shí)現(xiàn)某些高檔數(shù)控機(jī)床的特殊要求
　　有些高檔數(shù)控機(jī)床，如并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床、五面體加工中心、小孔和超小孔加工機(jī)床等，必須采用電主軸，方能滿足完善的功能要求。
　　促進(jìn)了高速切削技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用
　　電主軸系由內(nèi)裝式電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，以滿足高速切削對(duì)機(jī)床“高速度、高精度、高可靠性及小振動(dòng)”的要求，與機(jī)床高速進(jìn)給系統(tǒng)、高速刀具系統(tǒng)一起組成高速切削所需要的必備條件。電主軸技術(shù)與電機(jī)變頻、閉環(huán)矢量控制、交流伺服控制等技術(shù)相結(jié)合，可以滿足車削、銑削、鏜削、鉆削、磨削等金屬切削加工的需要。采用高速加工技術(shù)可以解決機(jī)械產(chǎn)品制造中的諸多難題，取得特殊的加工精度和表面質(zhì)量，因此這項(xiàng)技術(shù)在各類裝備制造業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，正在成為當(dāng)今金切加工的主流技術(shù)。高精度、高轉(zhuǎn)速數(shù)控機(jī)床主軸單元是承載高速切削技術(shù)的主體之一，是高精度、高效率高檔數(shù)控機(jī)床的核心功能部件，是航空航天、汽車、船舶、精密模具、精密機(jī)械等尖端產(chǎn)品制造領(lǐng)域所需高檔加工母機(jī)的核心部件。目前國內(nèi)外電主軸技術(shù)的發(fā)展十分迅速，各生產(chǎn)廠商都在高可靠性、節(jié)能性、高精度、高加工效率、環(huán)保性、智能化等方面進(jìn)行持續(xù)的科技攻關(guān)，以期形成自身的特色，占領(lǐng)電主軸技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)。
　　國外電主軸技術(shù)的發(fā)展趨勢
　　國外電主軸最早用于內(nèi)圓磨床，上世紀(jì)80年代，隨著數(shù)控機(jī)床和高速切削技術(shù)的發(fā)展和需要，逐漸將電主軸技術(shù)應(yīng)用于加工中心、數(shù)控銑床等高檔數(shù)控機(jī)床，成為近年來機(jī)床技術(shù)所取得的重大成就之一。隨著機(jī)床技術(shù)、高速切削技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的需要，對(duì)機(jī)床電主軸的性能也提出了越來越高的要求，目前國外從事高速數(shù)控機(jī)床電主軸研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)主要有如下幾家：德國GMN、西門子、瑞士IBAG、美國Setco、意大利Omlet、Faemat、Gamfior、日本大隈等，其中尤以GMN、IBAG、Omlet、Setco、Gammfier等幾家的技術(shù)水平代表了這個(gè)領(lǐng)域的世界先進(jìn)水平。這些公司生產(chǎn)的電主軸較之國內(nèi)生產(chǎn)的有以下幾個(gè)特點(diǎn):①功率大、轉(zhuǎn)速高。②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(dòng)靜壓軸承，特殊場合采用空氣潤滑軸承和磁懸浮軸承。③精密加工與精密裝配工藝水平高。④配套控制系統(tǒng)水平高。這些控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子自動(dòng)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)、主軸變形溫度補(bǔ)償精密控制系統(tǒng)等。并在此基礎(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(dá)國家已生產(chǎn)了多種商品化高速機(jī)床。如瑞士米克朗公司，就是世界上著名的精密機(jī)床制造商。它生產(chǎn)的機(jī)床配備最高達(dá)60000r/min的高速電主軸，可以滿足不同的切削要求，所有的電主軸均裝有恒溫冷卻水套對(duì)主軸電機(jī)和軸承進(jìn)行冷卻，并通過高壓油霧對(duì)復(fù)合陶瓷軸承進(jìn)行潤滑。所有的電主軸均采用矢量控制技術(shù)，可以在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出大扭矩。