電主軸是數(shù)控機(jī)床三大高新技術(shù)之一(高速電主軸、數(shù)控系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng))。
隨著數(shù)控技術(shù)及切削刀具的快速發(fā)展,越來(lái)越多的機(jī)械裝備都在向高速、高精、高效、高智能化發(fā)展,電主軸已成為最適宜高性能數(shù)控機(jī)床的核心功能部件之一,電主軸技術(shù)水平的高低和質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定和影響著機(jī)床的品質(zhì)、性能、工作效率及運(yùn)行穩(wěn)定性。在部分領(lǐng)域用電主軸取代傳統(tǒng)機(jī)械主軸是機(jī)床工業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)。
電主軸按采用的軸承類型可分為滾動(dòng)軸承、氣浮軸承、液體滑動(dòng)軸承和磁懸浮軸承等類型的電主軸,其中滾動(dòng)軸承、氣浮軸承、液體滑動(dòng)軸承是目前電主軸應(yīng)用最廣泛的軸承類型。
電主軸各自的優(yōu)缺點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ρ热缦拢?/span>
類型 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 技術(shù)難點(diǎn) | 應(yīng)用領(lǐng)域 |
滾動(dòng)軸承 電主軸 (注) | 摩擦阻力小、功耗小、精度高、剛度高,成本相對(duì)較低,便于系列化和標(biāo)準(zhǔn)化承載能力強(qiáng),可適用較大載荷 | 轉(zhuǎn)速相對(duì)較低,噪音大,對(duì)軸承轉(zhuǎn)速和壽命要求較高 | 主要技術(shù)難點(diǎn)在于提高精度壽命和可靠性。 | 應(yīng)用最廣泛,在數(shù)控雕銑機(jī)、PCB 成型機(jī)、加工中心、數(shù)控銑床、車床、內(nèi)圓磨床等領(lǐng)域應(yīng)用普遍。 |
氣浮軸承 電主軸 | 以“氣膜”作為支撐,結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小回轉(zhuǎn)精度和極限轉(zhuǎn)速高于滾動(dòng)軸承電主軸和液體滑動(dòng)軸承電主軸摩擦損耗較小,噪音低,熱穩(wěn)定性好,污染小、壽命長(zhǎng) | 承載能力較低工藝要求高,維護(hù)和使用費(fèi)用較高 | 技術(shù)難點(diǎn)在于如何解決氣錘振動(dòng)及高速時(shí)渦動(dòng)的問(wèn)題。 | 主要應(yīng)用于高精度、高轉(zhuǎn)速、輕載荷加工領(lǐng)域,如超精密數(shù)控機(jī)床、PCB 鉆孔機(jī)、小孔磨削、高光加工等。 |
液體滑動(dòng) 軸承 電主軸 | 以液態(tài)“油膜”作為支撐,具有顯著的“誤差均化效應(yīng)”和阻尼減振性回轉(zhuǎn)精度高、剛度高、磨損小、壽命長(zhǎng) | 由于存在液體摩擦,驅(qū)動(dòng)功率損失比滾動(dòng)軸承大。 | 主要技術(shù)難點(diǎn)在于控制高速時(shí)主軸的溫升和熱變形。 | 主要應(yīng)用于重載大功率加工及精密、超精密機(jī)床。 |
磁懸浮軸承 電主軸 | 極限轉(zhuǎn)速高、無(wú)接觸、無(wú)摩擦、無(wú)損耗、壽命長(zhǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能夠自動(dòng)平衡,沒(méi)有振動(dòng)不需潤(rùn)滑和密封能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)診斷和在線監(jiān)控 | 機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本極高,熱源多,對(duì)冷卻系統(tǒng)要求高要求工作環(huán)境較為苛刻,使用和推廣難度大 | 技術(shù)難點(diǎn)在于如何提高動(dòng)剛度和阻尼減振性能,在實(shí)現(xiàn)高速的同時(shí)保證高加工精度。 | 主要應(yīng)用于超高速加工領(lǐng)域。 |
注:滾動(dòng)軸承根據(jù)滾動(dòng)體可分為滾子軸承、滾珠軸承。目前滾動(dòng)軸承電主軸一般采用滾珠軸承中的角接觸球軸承支撐。為簡(jiǎn)化,本表滾動(dòng)軸承電主軸特指角接觸球軸承電主軸(為滾珠電主軸的一種)。