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精密電主軸主要由帶冷卻系統(tǒng)的外殼、定子、轉(zhuǎn)子、軸承等部件組成。在工作的時候可以通過改變電流的頻率來實現(xiàn)提高或減小速度。因為精密電主軸需要實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn),有些零部件的質(zhì)量會直接影響著電主軸的性能:
1、轉(zhuǎn)軸
該部件是精密電主軸的主要回轉(zhuǎn)體。其制造精度直接影響電主軸的終精度。成品轉(zhuǎn)軸的形位公差和尺寸精度要求很高,當轉(zhuǎn)軸高速運轉(zhuǎn)時,偏心質(zhì)量會引起振動,嚴重影響其動態(tài)性能。因此,有必要對轉(zhuǎn)軸進行嚴格的動平衡測試。部分安裝在轉(zhuǎn)軸上的零件也應(yīng)隨轉(zhuǎn)軸一起進行動平衡測試。
2、高速精密軸承
因為電主軸的最高轉(zhuǎn)速取決于軸承的功能、尺寸、布置和潤滑方法,所以這種軸承需要具有高速性能好、動負荷承載能力高、潤滑性能好、發(fā)熱量低等優(yōu)點。近年來,相繼開發(fā)了動靜壓軸承、陶瓷軸承、以及磁浮軸承。動靜承具有很高的剛度、阻尼,可以大幅度提高加工效率、加工質(zhì)量、延長刀具壽命、減小加工成本;而這種壽命是半無限長的。磁浮主軸的高速性能好、精度高、容易實現(xiàn)診斷和在線監(jiān)測。但這種電主軸由于電磁測控系統(tǒng)復(fù)雜,價格很昂貴,而且長期處于高水平,至今沒有得到廣泛應(yīng)用。目前在市場上廣泛使用的就是陶瓷軸承。一般的角接觸陶瓷軸承內(nèi)外圈都為鋼圈,滾動體為陶瓷材料。陶瓷具有密度低、剛性好、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點。此外,在理論計算、接觸疲勞試驗和壓碎試驗表明,混合式陶瓷軸承的第一失效部位是鋼圈而不是陶瓷球。因為前三種軸承的理論壽命都是無限大的,尤其是磁浮軸承還具有自動調(diào)整偏心等優(yōu)點,在未來的超高速機床市場上,隨著技術(shù)的發(fā)展,磁浮軸承應(yīng)該是發(fā)展方向。而在一般的高速加工機床中,混合式陶瓷軸承或純陶瓷軸承也會具有廣泛的應(yīng)用場合。
3、潤滑系統(tǒng)
采用良好的潤滑系統(tǒng)對精密電主軸的性能有著重要的影響。典型的潤滑方法有油霧潤滑或氣油混合物潤滑。前者主要是將潤滑油霧化來潤滑軸承,潤滑油無法回收利用,造成較為嚴重的空氣污染。后者是利用高壓空氣直接將潤滑油吹入軸承,潤滑作用的同時還起到散熱的作用。