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隨著機(jī)床行業(yè)的發(fā)展,對主軸的要求越來越精密。特別是車削主軸,要求高剛性、高光性、高轉(zhuǎn)速、大扭矩。由于高速電主軸要實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn),以下幾個零部件質(zhì)量直接影響著高速電主軸的性能。普通的電主軸能夠滿足高轉(zhuǎn)速但無法滿足高光性和大扭矩,無法使用。異步電主軸由于采用感應(yīng)式轉(zhuǎn)子,主軸的體積要比普通的皮帶主軸的體積大很多,并且低速旋轉(zhuǎn)時的加工精度不是太好。要滿足高光性、高轉(zhuǎn)速、大扭矩的主軸,永磁車削電主軸是很好的選擇。
在數(shù)控機(jī)床中,電主軸通常采用變頻調(diào)速方法。目前主要有普通變頻驅(qū)動和控制、矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動和控制以及直接轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式。
普通變頻為標(biāo)量驅(qū)動和控制,其驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動,輸出功率和轉(zhuǎn)速成正比。普通變頻控制的動態(tài)性能不夠理想,在低速時控制性能不佳,輸出功率不夠穩(wěn)定,也不具備C軸功能。但價格便宜、結(jié)構(gòu)簡單,一般用于磨床和普通的高速銑床等。
由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率,而且還可以顯著提高工件的加工質(zhì)量,所以其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,特別是在航空航天、汽車和模具等制造業(yè)中。(2)軸承與軸頸及支承孔的裝配、預(yù)緊力、同心度、潤滑條件以及作用在軸承上負(fù)荷的大小、徑向間隙等都對噪聲有很大影響。于是具有高速加工能力的數(shù)控機(jī)床已成為市場新寵。目前,國內(nèi)外機(jī)床制造商在高速數(shù)控機(jī)床中廣泛采用電主軸結(jié)構(gòu),特別是在復(fù)合加工機(jī)床、多軸聯(lián)動、多面體加工機(jī)床和并聯(lián)機(jī)床中。
其他類型的電主軸比如車削、銑削等,和磨用電主軸不一樣,往往需要在一個轉(zhuǎn)速段內(nèi)實現(xiàn)恒功率調(diào)速,另一種比較復(fù)雜的類型是加工中心用電主軸,通常是橫扭矩、恒功率混合設(shè)計,這也是和加工中心類電主軸的工作方式分不開的,在低速段,通常指1500轉(zhuǎn)以下,加工中心需要大吃刀量的切削,扭矩輸出要很大,并具備很強(qiáng)的短時過載能力,通常要求能達(dá)到2.2倍以上。電主軸有兩個主要的內(nèi)部熱源:內(nèi)置電動機(jī)的發(fā)熱和主軸軸承的發(fā)熱。而在高轉(zhuǎn)速段,需要有足夠的功率實現(xiàn)恒功率的精銑工作,需要使功率能隨著轉(zhuǎn)速的升高恒定保持。