濟南市鴻慷機電設(shè)備有限公司位于交通便利的泉城濟南，是全球生產(chǎn)滾動軸承和直線運動產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)---德國舍弗勒集團在山東的授權(quán)代理商。公司專營舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承，是一家順應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展需要而誕生的專業(yè)化新型高端軸承公司。多年來一直從事軸承的銷售和售后技術(shù)支持，在機械行業(yè)技術(shù)方面有著非常豐富的經(jīng)驗，今天濟南鴻慷機電進口軸承專家為大家介紹一下數(shù)控機床高速電主軸技術(shù)及應(yīng)用分析。

張開洪　張景源

　　摘　要：眾所周知高速機床最重要的部分是高速電主軸部件，它對數(shù)控機床的進步有比較大的影響，數(shù)控機床的改進首先要從高速電主軸的研發(fā)開始。這篇論文主要介紹了高速電主軸結(jié)構(gòu)方面的構(gòu)成以及其逐步發(fā)展的過程，同時著重強調(diào)了高速電主軸對數(shù)控機床技術(shù)進步不可忽視的作用。為此我們應(yīng)該著大力發(fā)展高速電主軸技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；高速電主軸；進步；技術(shù)

　　1　高速電主軸的發(fā)展過程

　　在上個世紀50年代左右，已經(jīng)研制出了真空電子管作為變頻器的高頻電主軸。它的優(yōu)點是轉(zhuǎn)速很大，缺點是傳遞的轉(zhuǎn)矩和功率太小。隨著計算機時代的到來，在上個世紀末研制出了用于車削、鉆削等工藝的高頻電主軸。

　　現(xiàn)如今世界上的大部分工業(yè)國家都具有生產(chǎn)良好性能高頻電主軸的能力。比較出名的有日本的NSK公司和美國的PRECISE等公司。至于超高速機床的的發(fā)展則更突顯一個國家的科技實力，而日本則是其中的佼佼者。同時我國的超高速機床也開始了飛速發(fā)展，取得了令世界震驚的發(fā)展，主要表現(xiàn)在數(shù)控機床的高速化和種類多樣化。在高速化方面，寧江機床公司研發(fā)的NJ-5HMC40臥式加工中心的最大主軸轉(zhuǎn)速達到了40000r/min。在上個世紀的高速切削機床的發(fā)展中，日本因為自己的民族特色，不斷吸收其他國家的先進技術(shù)，通過國內(nèi)的消化吸收達到了國際先進水平，在世界市場上占據(jù)了一席之地。我國在這方面的發(fā)展起步較晚，導(dǎo)致我國數(shù)控機床很大程度依賴國外的技術(shù)。但是通過相關(guān)技術(shù)人才的不斷努力，在高速、多軸等方面也取得了巨大的進步。在CIMI2003屆展會上，國產(chǎn)的地30多臺，這是一個十分巨大的進步。與此同時我們應(yīng)該繼續(xù)加大重要部件的研發(fā)力度，尤其是資金和人才方面的投入，學(xué)習國外的先進經(jīng)驗，少走彎路，為國家數(shù)控機床在全世界同類型產(chǎn)品中的崛起努力。

　　2　高速電主軸的構(gòu)成

　　現(xiàn)代加工制造業(yè)對零件加工方面的要求與日俱增，生產(chǎn)中加工中心擁有的高速切削機床指的是最大轉(zhuǎn)速大于10000r/min的高速電主軸系統(tǒng)。同時高速切削主軸也需要有較大的回轉(zhuǎn)精度以及靜和動剛度。

　　高速機床最重要的部分高速高速電動主軸部件，它起到將機床的主軸和變頻電機合到一起的作用，意思就是將主軸的電機中的轉(zhuǎn)子、定子等部件加到主軸里面。這樣的機構(gòu)連接不易松動，質(zhì)量方面減低不少，還能快速響應(yīng)，噪音也很小，十分符合現(xiàn)代生產(chǎn)制造的要求。

　　高速主軸的一個單元部分主要包括動力源、軸承、主軸、和機架。這四個重要部件組成了一個十分平穩(wěn)的體系，基本上滿足了加工需要的各種要求。同時它的優(yōu)異主要由主軸的取材的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)好壞、產(chǎn)生噪聲大小等決定。因此市場上電主軸方面的技術(shù)更加普遍。

　　在生產(chǎn)實踐中，在主軸的的靜剛度和工作精度兩方面都要做的十分好才可以。同時主軸應(yīng)該具有非常良好的抵抗震動的特性。當處于很大速度的情況時，選擇電主軸是十分必要的。電主軸體系的幾項要求十分必要。比如它軸承的質(zhì)量等，如果質(zhì)量太差，導(dǎo)致使用時間縮短就會影響生產(chǎn)。還有就是電主軸在受到單個徑向力時有多大的位移，這對生產(chǎn)時的精度影響十分明顯。在以往有關(guān)主軸方面的技術(shù)中往往缺少必須的計算，導(dǎo)致生產(chǎn)成本的大幅度上升。如今的主軸生產(chǎn)便克服了這一問題，因此適應(yīng)制造業(yè)的發(fā)展，為社會的進步提供了技術(shù)方面的支持。

　　3　國外高速電主軸的一些特性

　　只有充分了解國外的電主軸技術(shù)，才能為我國的電主軸發(fā)展獻策獻力，貢獻力量。其主要的特性有（1）關(guān)于如何同時實現(xiàn)大轉(zhuǎn)速和大功率的要求。這在國際上是一個難題，國際的許多科研所都在大力攻關(guān)，國內(nèi)已經(jīng)有了新的突破，尤其在高速電主軸方面。（2）精密的加工和裝配是最重要的。因此數(shù)控機床的許多重要零件都需要極小的加工誤差，加工誤差大了會造成機器工作不穩(wěn)定，縮短機器的壽命。國外的許多電主軸工廠都有十分精密的設(shè)備，為其本國的機械制造業(yè)的發(fā)展奠定了十分堅實的基礎(chǔ)，但是我們國家在一些重要部件方面尚未突破，需要更多的投入。（3）許多發(fā)達國家的機械鑄造工藝十分發(fā)達，因此可以加工出高剛度的軸承。瑞士一個公司的磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)速達到了200000r/min。但是國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展尚未滿足生產(chǎn)的要求，許多的軸承只能進口。（4）一個技術(shù)的成熟同時也體現(xiàn)在其配套體系的成熟與否。國外的自動平衡系統(tǒng)、主軸變形溫度補償精密系統(tǒng)等都比我國的要先進許多，因此我國的競爭還很激烈。比如德國一個公司的在線自動平衡系統(tǒng)可以十分明顯的減輕電主軸的振動情況。

　　4　高速電主軸對數(shù)控機床的作用

　　現(xiàn)代社會工業(yè)生產(chǎn)的集成度越來越高，人工操作的地方越來越少。因此形成體系的電主軸更具有市場競爭力，降低工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，可以更好的滿足社會的各種要求，為社會的發(fā)展服務(wù)。當電主軸應(yīng)用到數(shù)控機床時，因為其本身具有的優(yōu)勢使機床的生產(chǎn)活動更加的平穩(wěn)，很少發(fā)生故障，極大地滿足了當今快速生產(chǎn)的需求，帶來極大地經(jīng)濟效益。電主軸在并聯(lián)運動機床的生產(chǎn)活動中具有不可或缺的作用，十分重要。為了讓“高速度、高可靠性、高精度及小震動性”的要求深入落實，需要電動機安裝到電主軸的體系內(nèi)。它與閉環(huán)矢量控制、電機變頻等應(yīng)用到一起，讓車削、鉆削等技術(shù)的精度更加符合要求?，F(xiàn)如今的機械產(chǎn)品生產(chǎn)遇到了許多的瓶頸，而高速加工的出現(xiàn)正好解決了這些困難，取得了零件加工的巨大進步。正是由于金屬切削加工的巨大優(yōu)勢，讓全世界的制造業(yè)發(fā)展再次上了一個臺階。當今社會的高精尖設(shè)備的重要部件都離不開高檔數(shù)控機床的作用。電主軸技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)上了一個快車道，哪個國家可以在核心技術(shù)方面取得重大突破，都將引領(lǐng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的潮流。作為當代中國發(fā)展的后備力量，我們應(yīng)該努力學(xué)習相關(guān)技術(shù)，彌補我國在相關(guān)技術(shù)方面的先天不足，為電主軸技術(shù)的發(fā)展貢獻一份力量。

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——責任編輯：濟南鴻慷機電設(shè)備公司01銷售顧問

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