電主軸是一種技術(shù)含量很高、高精密、高轉(zhuǎn)速的機(jī)電一體化產(chǎn)品，涉及到機(jī)械、電氣、控制、潤滑、冷卻、振動和材料，以及熱處理、超精密加工和超精密裝配等諸多方面的工藝技術(shù)。高速電主軸生產(chǎn)技術(shù)的突破，極大地推動了世界高速加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

      在高速電主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，良好的電動機(jī)性能，合理地選配軸承，采取減小振動的各項措施，設(shè)計有效的冷卻系統(tǒng)，以及確定主軸零件與電動機(jī)定子的過盈配合量等，是電主軸設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)。

      電動機(jī)性能是電主軸的核心，正確設(shè)計電動機(jī)的電磁參數(shù)十分重要。首先，其磁通密度要高，以增大單位體積的出功率，縮小定轉(zhuǎn)子體積；其次，電動機(jī)的機(jī)械特性和電氣特性，需要與高速加工相適應(yīng)，以滿足機(jī)床在寬調(diào)范圍內(nèi)功率和轉(zhuǎn)矩的要求；再次，轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。

      支承的合理選用與配置是電主軸設(shè)計的一項關(guān)鍵技術(shù)。采用何種支承主要根據(jù)工作轉(zhuǎn)速、工作載荷來選擇。在適合于高速電主軸的軸承中，常用陶瓷軸承、動靜壓軸承和磁懸?。ù帕Γ┹S承。在DmN值不高且要求高剛度的情況下，可考慮選用鋼質(zhì)滾珠軸承；在高轉(zhuǎn)速下對剛度要求不高的情況下，可選用動靜壓軸承；陶瓷軸承具有良好的高速性能，剛度較高，用此采用的場合較多；另外，為保證軸承在高速條件下具有良好的工作性能，必須采取對軸承進(jìn)行冷卻、潤滑、預(yù)緊等措施，潤滑方式有油脂潤滑、油霧潤滑、油氣潤滑等，其中以油氣潤滑適應(yīng)高速效果最好。預(yù)緊量的選擇可根據(jù)經(jīng)驗公式進(jìn)行計算獲得。

      解決高速、高效、高精度工作狀態(tài)下的發(fā)熱、振動是電主軸的另一項關(guān)鍵技術(shù)。電主軸的熱源除切削熱外，主要是定子、轉(zhuǎn)子發(fā)熱和軸承發(fā)熱。電主軸的結(jié)構(gòu)特點是電動機(jī)的定子直接安裝在殼體內(nèi)，這對電動機(jī)的散熱很不利。發(fā)熱引起的熱變形將導(dǎo)致電主軸乃至機(jī)床喪失精度。因此電主軸必須有冷卻系統(tǒng)來保證電主軸及機(jī)床恒溫。此外，電主軸由于轉(zhuǎn)速高，任何不平衡量都會引起振動，產(chǎn)生噪聲，影響主軸平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。振動問題的解決，取決于動平衡的精度，即對各回轉(zhuǎn)零件進(jìn)行動平衡和對所有回轉(zhuǎn)件裝配于主軸之上后進(jìn)行整體動平衡，使其達(dá)到規(guī)定的平衡精度要求。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上主要采用兩端加裝動平衡環(huán)。

      主軸零件與電動機(jī)轉(zhuǎn)子的過盈配合量應(yīng)合理確定。為保證高速切削，主軸應(yīng)具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)精度和傳動能力，其零部件需具有良好的加工精度、表面質(zhì)量及裝配精度。且為達(dá)到準(zhǔn)確的動平衡，電動機(jī)轉(zhuǎn)子與機(jī)床主軸之間采用無鍵過盈聯(lián)接，并由此具備足夠傳遞轉(zhuǎn)矩的能力。過盈量的大小直接影響電主軸的性能，過盈量過大會使主軸裝配困難，影響裝配精度，甚至破壞配合表面 ；過盈量過小則會影響主軸傳遞轉(zhuǎn)矩的性能。

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