實現(xiàn)某些數(shù)控機(jī)床的特殊要求

有些數(shù)控機(jī)床，如并聯(lián)運動機(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，以滿足高速切削對機(jī)床“高速度、高精度、高可靠性及小振動”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磨用永磁電主軸。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)合永磁電主軸，可以滿足車削、銑削、鏜削、鉆削、磨削等金屬切削加工的需要。

電主軸所交融的技能：

高速軸承技能：電主軸一般選用復(fù)合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽數(shù)是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時也選用電磁懸浮軸承或靜圧軸承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽數(shù)無次數(shù)；

高速電機(jī)技能：電主軸是電動機(jī)與主軸交融在一起的產(chǎn)品，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上能夠把電主軸看作一臺高速電動機(jī)。關(guān)鍵技能是高速度下的動平衡；

安裝前應(yīng)確認(rèn)主軸電機(jī)狀態(tài)正常，主要指外觀無損傷，主軸轉(zhuǎn)動輕勻永磁同步電主軸。用500V搖表查定子之對地絕緣電阻在100мΩ以上。主軸電機(jī)套筒外徑與夾持座孔間的配合公差必須保證主軸電機(jī)之套筒能順利滑入座孔，在任何情況下都不能使用錘子或其他工具來使主軸定位，夾緊力不宜過大，否則會造成精密軸承的鋼球滾道變形，使主軸精度及壽命受到影響。夾持后要檢查主軸前端錐孔定心面的跳動應(yīng)不大于0.005MM，主軸回轉(zhuǎn)輕勻永磁電主軸廠家。

電主軸的性能及優(yōu)點：

后置直驅(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計、功率配置靈活。電機(jī)處于主軸后端，電機(jī)的功率與主軸粗細(xì)和長短可任意搭配，構(gòu)成極其靈活，可滿足各種主軸徑向空間限制場合的應(yīng)用。

調(diào)速范圍寬。電機(jī)可以實現(xiàn)極寬的調(diào)速范圍，零速到高轉(zhuǎn)速之間均可實現(xiàn)無級調(diào)速；該電機(jī)的恒功率比為1：1.25。

生產(chǎn)率高。電機(jī)具有的低速硬特性，可進(jìn)行剛性攻絲，在軸承剛性和刀具硬度許可下，可進(jìn)行硬金屬、低速大吃刀量切削，高速小吃刀量精密切削，生產(chǎn)效率極大提高。

伺服性強(qiáng)。配合驅(qū)動器，可以實現(xiàn)數(shù)字式伺服主軸的所有功能。

節(jié)能。同等功率條件下，節(jié)能效果比異步主軸電機(jī)高20%~50%，功率越大節(jié)能效果越顯著。

應(yīng)用寬。產(chǎn)品由于增加了低速特性，工作轉(zhuǎn)速范圍明顯提高，并可實現(xiàn)系列化，不僅新設(shè)備可以裝備，更適合舊磨床改造，從500W到150kW均可采用這種結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用范圍大大變寬。

對主軸電機(jī)的要求主要為：

（1）足夠的輸出功率，數(shù)控機(jī)床的主軸負(fù)載性質(zhì)近似于'恒功率'，也就是當(dāng)機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速高時，輸出轉(zhuǎn)矩較??；主軸轉(zhuǎn)速低時，輸出轉(zhuǎn)矩大；即要求主軸驅(qū)動裝置要具有'恒功率'的性質(zhì)；

（2）調(diào)速范圍：為保證數(shù)控機(jī)床適用于各種不同的刀具、加工材質(zhì)；適應(yīng)于各種不同的加工工藝，要求主軸電機(jī)具有一定的調(diào)速范圍。但對主軸的要求比進(jìn)給低；

（3）速度精度：一般要求靜差度小于5％，更高的要求為小于1％；

（4）快速：主軸驅(qū)動裝置有時也用在定位功能上，這就要求它也具有一定的快速性。

在電主軸系統(tǒng)中，主軸軸承技術(shù)是關(guān)鍵，主要包括三種，即動靜承、角接觸球軸承和磁懸浮軸承。其中，動靜承是將靜承與動承結(jié)合起來，集合了兩者的優(yōu)點，其具備良好的高速性能，速度調(diào)節(jié)的范圍大。精密數(shù)控機(jī)床比較常用角接觸球軸承，其發(fā)揮主軸支撐作用，對高速性能有一定的影響。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因是由于滾珠為氮化硅材料制作，滾珠在高速作用下會增加離心力，增大陀螺力矩，軸承的高速性能得以充分發(fā)揮，減小滾動體的直徑。由于軸承的制造成本高，具有非常復(fù)雜的控制系統(tǒng)，不容易解決軸承運行中產(chǎn)生的發(fā)熱問題，所以，只有特殊場合中才會使用。