高速铣床电主轴系统的特性和分析.pdfVIP

研究·开发 高速铣床电主轴系统的特性与分析 # 吴 隆 摘 要：介绍了高速铣床电主轴系统的结构和特性，并对它们的特性及存在问题进行了分析。 关键词：高速铣床 高速电主轴 结构 特性 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： + C1% D , . %EE= 8--% -8 . --#% . -8 高速铣削加工的主轴系统是高速铣床的核心部 在轴向预加载荷条件下才能正常工作。预加载荷不仅 件，高转速下主轴的刚度、动态特性、轴承及冷却系统 可消除轴承的轴向游隙，还可以提高轴承刚度和主轴 都对高速主轴的使用性能有重要影响，在高速铣削加 的旋转精度，抑制振动和钢球自转时的打滑现象等。一 工的研究方面，德国的达姆斯塔特工业大学机床研究 般来说，预加载荷越大，提高刚度和旋转精度的效果越 所始终走在前沿。作者有幸赴该所进修学习，现将该所 好。但是预加载荷越大，温升就越高，可能造成烧伤，从 开发的高速铣削电主轴系统的结构和特性作一介绍和 而降低使用寿命，甚至不能正常工作。 分析，以飨读者。 同样，轴承在高速运转下，滚珠也将产生巨大的陀 螺力矩，造成对电主轴不可忽视的额外载荷，并可能产 , 高速铣床电主轴系统的结构 生滚珠与滚道之间的相对滑移。这个巨大的离心力和 高速铣床上的主轴系统多采用高速电主轴。高速 陀螺力矩，会对轴承产生很大的接触应力，加剧轴承的 电主轴是由内装交流变频伺服电机直接驱动，机床主 温升与磨损，降低轴承的使用寿命。 轴转速高 功率大 结构简单 在高转速下可保持良好 ? ? ? 目前应用最多的高速主轴轴承是混合陶瓷球轴 的动平衡。由达姆斯塔特工业大学机床所研制的高速 承，即滚珠使用热压 ! $ 陶瓷球，轴承套圈仍为钢圈。 # % @ ,A 铣床电主轴的结构示意见图 。下面对高速电主轴滚 , 附表是! $ 陶瓷与轴承钢的性能对比，通过两种材料 # % 动轴承及定子、转子的结构和特性进行分析。 性能的比较，可以得出! $ 陶瓷球具有质量小、弹性 # % （） , 滚动轴承 滚动轴承具有刚度高、高速性能 模量高、线膨胀系数低、硬度高而且不与金属产生咬合 好、结构简单紧凑、标准化程度高、便于维修更换、价格 现象。因此，混合陶瓷球轴承特别适合高速运行场合， 适中和便于选择等优点，因而在电主轴中得到最广