1、何為電主軸

    電主軸是將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)集成在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)。高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)部電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，將機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)使主軸部件相對(duì)獨(dú)立于機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)。

    英語(yǔ)中有許多電主軸的稱(chēng)謂，如Electric-spindle,Electro-spindle,Motorspindle和Motoridspindle等;由于電主軸可采用交流高頻電機(jī)作為動(dòng)力源，因此又稱(chēng)“高頻主軸”(HighFrequencySpindle);由于沒(méi)有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱(chēng)“直接傳動(dòng)主軸”(DirectDriveSpindle);由于電機(jī)安裝在主軸內(nèi)部，又稱(chēng)“內(nèi)裝電機(jī)主軸”(Build-inMotorSpindle)。

    2、電主軸的基本構(gòu)成

    高速電主軸由動(dòng)力源(電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子)組成、主軸(轉(zhuǎn)軸)、前后軸承、冷卻套、主軸單元外殼、各種連接裝置、刀具接口等基本機(jī)械部件。

    電主軸采用無(wú)殼電機(jī)，電機(jī)內(nèi)置，轉(zhuǎn)子熱安裝在主軸零件上，與主軸集成，主軸由前后軸承支撐，壓力配合產(chǎn)生的摩擦力實(shí)現(xiàn)大扭矩通道。壓力谷清理了主軸上所有形式的鍵連接和螺紋連接，可以使主軸的運(yùn)行部分達(dá)到準(zhǔn)確的動(dòng)平衡。電機(jī)定子安裝在冷卻套中，并通過(guò)冷卻套固定在電主軸的外殼中。因此，電機(jī)轉(zhuǎn)子直接作為機(jī)床的主軸，主軸單元的外殼為電機(jī)座椅。

    主軸后端配有測(cè)速和角位移傳感器（旋轉(zhuǎn)編碼器），實(shí)現(xiàn)電機(jī)的全閉環(huán)控制。主軸前端外伸部分的內(nèi)錐孔和端面用于安裝和固定可更換的手柄。電源接口用于與驅(qū)動(dòng)器的電氣連接。通電后，轉(zhuǎn)子可以直接驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，主軸的速度由電機(jī)的變頻調(diào)速和矢量控制裝置改變。

    3、主軸的發(fā)展趨勢(shì)

    電主軸的總體發(fā)展趨勢(shì)是：大功率、高速、高主軸旋轉(zhuǎn)精度。

    大功率:電主軸向高速大功率、低速大扭矩方向發(fā)展。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，大多數(shù)數(shù)控機(jī)床在低速粗加工時(shí)需要滿足重切割和高速精加工的要求，因此電主軸應(yīng)具有低速大扭矩、高速大功率的性能。

    高速：電主軸繼續(xù)向高速、高剛度發(fā)展。在電主軸軸承及其潤(rùn)滑技術(shù)、精細(xì)加工技術(shù)、精細(xì)動(dòng)平衡技術(shù)等不斷發(fā)展的背景下，數(shù)控機(jī)床電主軸的高速已成為當(dāng)前發(fā)展的普遍趨勢(shì)。在剛性方面，由于軸承及其潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展，電主軸的系統(tǒng)剛度越來(lái)越大，滿足了數(shù)控機(jī)床高速、精細(xì)加工發(fā)展的需要。

    高精度：電主軸進(jìn)一步向高精度、高可靠性和長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。由于終端用戶(hù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的精度和可靠性提出了越來(lái)越高的要求，電主軸的精度和可靠性也不斷提高。同時(shí)，由于采用了特殊的精細(xì)軸承、先進(jìn)的潤(rùn)滑方法和特殊的預(yù)負(fù)荷施加方法，電主軸的使用壽命相應(yīng)延長(zhǎng)，使用可靠性越來(lái)越高。

    4、電主軸的重要性

    設(shè)備制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)床工業(yè)是設(shè)備制造業(yè)的基石。所有有精度要求的零件和設(shè)備都需要機(jī)床加工。機(jī)床主軸的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)機(jī)床是通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)齒輪箱輸入軸的異步電機(jī)，通過(guò)齒輪箱齒輪嚙合的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)電機(jī)主軸的調(diào)速。電主軸是高精度機(jī)床的核心功能部件。刀具直接安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子上，節(jié)省了中間皮帶輪和齒輪箱的傳動(dòng)環(huán)節(jié)。其功能是驅(qū)動(dòng)刀具或工件旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)高速、精細(xì)的加工。機(jī)床主軸的性能在很大程度上決定了機(jī)床的加工效率和質(zhì)量，對(duì)機(jī)床的性能有著至關(guān)重要的影響。

    5、如何選擇電主軸？

    根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要選擇電主軸，找到合適的電主軸產(chǎn)品。

    一定要注意電主軸的應(yīng)用場(chǎng)所。不同應(yīng)用場(chǎng)合的接口不同。此外，還需要了解工況的功率要求和本功率下相應(yīng)的轉(zhuǎn)速；

    刀具接口需要清晰，一般固定接口轉(zhuǎn)速只能用于規(guī)定的電主軸。

    如果需要更高速度的電主軸，刀具接口需要選擇相應(yīng)的等高速刀具接口，數(shù)控銑削電主軸上的彈簧夾頭也有一定的較高速度；

    磨削電主軸一般為水平扭矩設(shè)計(jì)電機(jī)，電機(jī)較高速度、功率和電壓等比關(guān)系，電壓和功率隨電主軸速度線性增加，表示電流基本恒定，因?yàn)榕ぞ睾碗娏髦g的關(guān)系是線性關(guān)系，所以稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩電機(jī)。