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电机本体的电主轴

时间:2021-10-29浏览:195次

电主轴是机床主轴和驱动电机的组合,是高档数控机床的核心零部件。从结构上看,它是电机,只在机床加工行业使用,与传统电机不同,电机的输出轴端将配备一个刀具,用于铣削——磨削——车削等加工,机床的加工精度完全取决于电机转子的旋转精度,因此与传统电机相比,对电主轴转子的旋转精度要求更高。


一、电主轴的重要性

装备制造业是国民经济的支柱产业,机床工业是装备制造业的基石,所有有精度要求的零件和设备都需要机床加工。机床主轴的旋转由电机驱动,传统机床都是一个异步电机,通过皮带轮驱动齿轮箱的输入轴,机床通过齿轮箱内齿轮啮合的变换,实现电机主轴的调速。电主轴是高精度机床的核心功能部件,电机转子直接装有刀具,省去了中间皮带轮与齿轮箱之间的传动环节,其作用是带动刀具(砂轮)或工件旋转,实现高速高效的精密加工。机床主轴的性能在很大程度上决定了机床的加工效率和加工质量,对机床的性能有着至关重要的影响。


二、电主轴的行业地位

电主轴企业普遍规模较小,缺乏龙头企业和行业品牌,整体产能无法满足市场需求。

中低档主轴市场已经本土化,但加工中心电主轴、摆铣头电主轴等高档产品仍依赖进口。主轴零部件支撑产业薄弱,部分关键领域仍为空白。目前,高强度高磁导率钢、 0.20/0.35高磁导率低损耗矽钢片、高速HSK拉刀系统、高速旋转接头、在线动平衡系统、内置式测试系统、高速高分辨率编码器等零部件,还没有专业化生产厂家。


三、电主轴的技术现状

角接触球轴承的电主轴:目前技术比较领先的有35KW、 18000rpm电主轴,径向跳动1.5微米,静刚度300牛/微米,轴承由油气润滑,用于加工中心和数控铣床。世界上油脂润滑型加工中心使用的电主轴最高转速为60000rpm,油气润滑型数控铣削最高转速为140000rpm,而大功率电主轴功率可达80kW,转速为10000rpm,最大扭矩可达380Nm。

静压轴承电主轴:目前,我国研制了一种用于超高速外圆/凸轮轴磨床的电机内置式液体静压主轴,额定功率/最高转速35kW/10000rpm,径向跳动1µm。国际上研制的外圆磨削电主轴,最大工作转速为7600rpm,功率为50Kw,砂轮径向刚度为320 N/µm。

气体轴承电主轴:广州研制成功的DQFZ-200空气轴承电主轴,转速达到200000rpm,已批量应用于PCB钻孔行业。主轴采用空气静压轴承和高性能永磁DC电机,动态偏摆小于8μm,最小钻孔直径可达0.05mm;超精密机床用气体轴承电主轴领域:北京机床研究所研制的NAM-820,主轴转速为1000 rpm,径向刚度为150 N/μm,回转精度为0.05μm,性能指标接近国际水平,已实现商业化。2000年生产的500FG联动五轴超精密机床,空气轴承主轴转速20-2000rpm,主轴回转误差小于0.025μm。


四、总结

综上所述,电主轴是一种高精度的机电一体化装置,从以上所有参数可以看出,电主轴对支撑刚度和回转精度要求较高,与追求高效率和高能量密度的普通电机不同,电主轴更注重其机械加工性能。因此,电主轴虽然也是电机,但机械部分是其核心关键。