主軸系統(tǒng)

主軸系統(tǒng)由主軸伺服電源、主軸電機(jī)、主軸傳動(dòng)系統(tǒng)以及主軸組件組成。主軸的啟動(dòng)、停止和變速等均由數(shù)控系統(tǒng)控制，是切削加工的功率輸出部件，也是加工中心的關(guān)題部件。與常規(guī)機(jī)床主軸系統(tǒng)相比，加工中心主軸系統(tǒng)要具有更高的轉(zhuǎn)速、更大的調(diào)速范圍并能無級(jí)變速。

主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是自動(dòng)刀具交換裝置的組成部分。主軸要有準(zhǔn)停功能相工中心上常用的主軸電動(dòng)機(jī)為交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)制造成本較低，但不能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軸在圓周任意方向的準(zhǔn)確定位，電動(dòng)機(jī)以很大轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)微小位移。

電主軸是近年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(shù)，它與直線電機(jī)技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，將會(huì)把高速加工推向一個(gè)新時(shí)代。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。

電主軸所融合的技術(shù)：

高速軸承技術(shù)：電主軸通常采用復(fù)合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時(shí)也采用電磁懸浮軸承或靜壓軸承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽命無限；

高速電機(jī)技術(shù)：電主軸是電動(dòng)機(jī)與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上可以把電主軸看作一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動(dòng)平衡；

潤滑：電主軸的潤滑一般采用定時(shí)定量油氣潤滑；也可以采用脂潤滑，但相應(yīng)的速度要打折扣。所謂定時(shí)，就是每隔一定的時(shí)間間隔注一次油。所謂定量，就是通過一個(gè)叫定量閥的器件，精確地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑，指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要，太少，起不到潤滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因油的阻力而發(fā)熱。

冷卻裝置：為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對(duì)電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。

內(nèi)置脈沖編碼器：為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。

自動(dòng)換刀裝置：為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動(dòng)換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸等；

高速刀具的裝卡方式：廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實(shí)踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。

高頻變頻裝置：要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。

主軸組件是由主軸、主軸支承、裝在主軸上的傳動(dòng)件和密封件等組成。機(jī)床加工時(shí)，主軸帶動(dòng)工件或刀具直接參與表面成型運(yùn)動(dòng)，所以主軸的精度、剛度和熱變形對(duì)加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率等有重大的影響。對(duì)主軸組件的要求有以下幾個(gè)。

(1)回轉(zhuǎn)精度要高?；剞D(zhuǎn)精度即瞬時(shí)回轉(zhuǎn)中心線與理想回轉(zhuǎn)線之差。分為徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)誤差。

(2)剛度好。

(3)抗振性好。提高抗振性必須提高組件靜剛度,必要時(shí)安裝阻尼器。

(4)溫升小。先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床采用恒溫主軸箱。

(5)耐磨性好。長時(shí)間高速旋轉(zhuǎn)的主軸組件的耐磨性要求要好，從而保證主軸運(yùn)動(dòng)精度。

車床電主軸是最近幾年在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機(jī)床主軸與主軸電機(jī)融為一體的新技術(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)裝式電動(dòng)機(jī)直接

BT50加工中心主軸

驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。