安阳市新程轴业机械有限公司

电主轴的重要性

装备制造业是国民经济的支柱产业，机床工业更是装备制造业的基石，所有的有精度要求的零件设备都需要有机床才能加工出来。机床主轴的旋转都是由电机带动的，传统机床都是一台异步电机通过皮带轮驱动齿轮箱的输入轴，机床通过齿轮箱齿轮啮合的变换来实现电机主轴的调速。电主轴是高精密机床的功能部件，电机转子直接安装刀具双头永磁电主轴，省去了中间皮带轮和齿轮箱的传动环节永磁电主轴，其功能是带动刀具（砂轮）或工件旋转，实现高速精密加工。机床主轴的性能很大程度上决定了机床的加工效率和加工质量，对机床性能具有至关重要的影响。

高速电主轴的电机均选用沟通交流多线程磁感应电机，因为是用在快速加工设备床边，运作时要从静止不动快速提速至每分数十万转甚至数十万转，运行转矩大，因此运行电流量要高于一般电机额定电压5~7倍。其驱动方法有变频器驱动和矢量控制驱动器驱动二种。变频器的驱动操纵性能为恒转矩驱动永磁同步电主轴，功率与转矩正相关。数控车床全新的变频器选用的晶体三极管技术性，可完成主轴轴承的无极变速。数控车床矢量控制驱动器的驱动操纵为在低速档端为恒转矩驱动，在中国、快速端为恒输出功率驱动。 

电主轴冷却回路的目的是保持主轴温度恒定，且其温度与主轴转速无关，因而可以避免主轴前端伸长并且保护主轴轴承永磁电主轴厂家，从而保证主轴的精度不受电动机发热的影响；电动机冷却回路主要在于电机定子的冷却，只要将定子的温度控制在较低的范围之内，就能将电机的温度加以控制。其冷却方式是对电机定子采用外循环水式冷却液实行强制冷却，加强电动机对外部的散热能力，使主轴部件的壳体保持室温状态；刀具冷却是选用件，可以任意选用外部冷却或者内孔冷却，或者内外同时冷却。采用通过刀具内孔冷却时，冷却液在高压下通过旋转分配器中间的孔道，打开单向阀，从刀柄(包括刀具)的中间孔中喷出。

对主轴电机的要求主要为：

（1）足够的输出功率，数控机床的主轴负载性质近似于'恒功率'，也就是当机床的主轴转速高时，输出转矩较小；主轴转速低时，输出转矩大；即要求主轴驱动装置要具有'恒功率'的性质；

（2）调速范围：为保证数控机床适用于各种不同的刀具、加工材质；适应于各种不同的加工工艺，要求主轴电机具有一定的调速范围。但对主轴的要求比进给低；

（3）速度精度：一般要求静差度小于5％，更高的要求为小于1％；

（4）快速：主轴驱动装置有时也用在定位功能上，这就要求它也具有一定的快速性。

1、齿轮传动主轴：其转速一般在6000r/min，电主轴刚性好、比较适合重切削的场合，其主轴一般配备到多头的机床上；

2、皮带传动主轴：其转速在8000r/min，结构简单、生产容易、缓冲能力强、在主轴过载情况下打滑有效保护主轴；

3、直结式主轴：其主轴与电机通过轴联器连接驱动，扭曲大、能耗小、其转速在12000r/min以上，此类主轴一般使用在高速加工中心上；

4、电主轴：主轴与电机融为一体，其电机就是主轴，主轴就是电机，也可以这样说主轴与电机合二为一了，此主轴的传动链几乎为零，其主轴的转速在18000-40000r/min之间，还有更高转速的电主轴，比如国外先进国家的电主轴轴承采用了磁浮轴承和静承，其转速可达到100000r/min，此类主轴一般应用在高速加工中心上。

电主轴是近几年在机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，在中数控机床中应用广泛。它与直线电机技术、高速刀具技术一起，将会把高速加工推向一个新时代。但是令人遗憾的是，作为数控机床功能部件的重要组成部分之一，电主轴的国产化率很低，当前数控机床所用的电主轴60%需要进口。对此，有关指出，电主轴的国产化在技术上并非很难，因此有必要加大它的发展。如果不提高电主轴的国产化率，一味依赖进口，不仅将会浪费更多的外汇，而且会制约我国数控机床的自我满足率。