采用电主轴的高速加工技术是目前机床行业非常热门的一个话题。在高速切削机床中，由于主轴单元系统各零件刚度和精度都较高，而负荷却不是很大，主轴因切削力引起的加工误差较小。但内装式电动机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视，在高速加工中，电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主要因素，机床热变形造成的加工误差达到工件总加工误差的60% ～ 80%。故障现象：经济型数控机床主轴一般采
加工中心永磁同步电主轴
采用电主轴的高速加工技术是目前机床行业非常热门的一个话题。在高速切削机床中，由于主轴单元系统各零件刚度和精度都较高，而负荷却不是很大，主轴因切削力引起的加工误差较小。但内装式电动机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视，在高速加工中，电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主要因素，机床热变形造成的加工误差达到工件总加工误差的60% ～ 80%。故障现象：经济型数控机床主轴一般采用变频控制，使用外置光短编码器配合机床进行螺纹加工，在加工时产生乱牙。对高速电主轴的热态特性进行分析，以减小温升和热变形。对于高速机床来说，电主轴作为其核心部件，除需提高合理的刚度、精度外，另外需考虑电动机和主轴轴承的发热及动平衡精度，原有机床主轴的设计理论已经不适合高速主轴系统的设计，由此引起了高速主轴系统设计理念和理论的变化。主轴轴承高速下的剧烈摩擦发热和高频电动机发热会使主轴产生热变形，甚至引起主轴系统失效，大大阻碍了新技术的发展。因此，高速电主轴技术在高速机床研究和发展中具有重要的意义，电主轴系统发热分析及控制措施在高速主轴系统中至关重要，是高速、机床必须要考虑和解决的关键技术问题之一。
油气润滑在加工中心中应用，应注意以下事项: ①喷嘴距滚动轴承端面的距离可在3 ～ 25 mm 之间; ②在轴承腔壁上需开设排气孔，以便流通; ③油气润滑系统的用油量，大约1 mL /h; ④油气润滑系统的含油量: 采用油气润滑时影响轴承温升的因素之一是供油量。供油量决定着油气两者混合流中的含油量，给定速度下的轴承温升与该含油量有关，初始阶段轴承温升随含油量增加而迅速下降，而后其影响减弱，当含油量增加到某一数值后温升缓慢增加，继而急剧上升，因而油气两者的混合流中的含油量达到一个值，才能既保证轴承的润滑充足又保证轴承的强力冷却。为此，油气润滑系统参数确定为: 空气压力为0. 4MPa，空气流量为( 3. 3 ～ 6. 7) × 10 － 4 m3 /s，润滑油运动粘度为32 mm2 /s，润滑油流量约为( 0. 28 ～ 0. 83) ×10 － 10 m3 /s，调整润滑油流量取得含油量; ⑤油气润滑系统供油的均匀性: 采用油气润滑时影响轴承温升的因素之二是供油的均匀性。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”(ElectricSpindle,MotorSpindle)。决定供油均匀性的主要参数是供油频率。为了获得合适的供油量，不能只降低供油频率，而是合理匹配活塞直径、冲程、供油频率( 2 ～ 8 min) ，取得方案，获得理想的供油量。轴承润滑方式的选择与轴承的转速、负荷、许用温升及轴承类型有关，一般根据速度因数dm·n 值选择。
主轴套筒螺旋槽冷却剂热交换系统在加工中心中应用，应考虑以下内容: ①冷却剂的选择: 常用的冷却剂有制冷剂、水、油及油水混合物，因产品具体情况选取，其中水冷降热比高、价格低廉、维护方便，深受广大用户青睐; ②冷却液或油或油水混合物冷却时介质压力约0. 4 MPa 为宜，介质流量约50 L /min 为宜。由于主轴电动机两端就是主轴轴承，电动机的发热会直接降低轴承的工作精度，如果主电动机的散热解决得不好，将会影响到机床工作的可靠性和稳定性。对于电主轴来说，由于电动机转子直接过盈固定在主轴上，增加了主轴的转动质量，使主轴的极限频率下降，因此超高速电主轴的动平衡精度应严格要求，一般应达到G1～G0。有限元分析表明，电主轴的定子和转子是电主轴的两大热源。另外，电动机高速运转条件下，有近1 /3 的电动机发热量是由电动机转子产生的，并且转子产生的绝大部分热量都通过转子与定子间的气隙传入定子中。
由于电主轴将电机集成于主轴单元中，且转速很高，运转时会产生大量热量，引起电主轴温升，使电主轴的热态特性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常工作。因此，必须采取一定措施控制电主轴的温度，使其恒定在一定值内。随转速提高，dmN值达100×104以上时采用油气和油雾润滑，与脂润滑相比，温度上升小，能够以更高速度旋转，因而成为主要的润滑方法。机床目般采取强制循环油冷却的方式对电主轴的定子及主轴轴承进行冷却，即将经过油冷却装置的冷却油强制性地在主轴定子外和主轴轴承外循环，带走主轴高速旋转产生的热量。机床另外，为了减少主轴轴承的发热，还必须对主轴轴承进行合理的润滑。
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