高速大功率精密电主轴中的关键技术

高速精密大功率电主轴是高速数控加工机床中的核心部件 ,其性能的高低直接影响到高速加工机床的整体发展水平 .本文阐述了该技术的国内外发展现状 ,系统介绍了制约电主轴发展水平的几项关键技术 ,并对高速大功率电主轴的未来发展方向进行了展望 .

高速精密电主轴静压滑动轴承设计及性能分析

现阶段,为充分满足高速精密电主轴静压滑动轴承的性能要求,在了解电主轴静压滑动轴承设计需求的基础上,详细分析其设计方案。通过ANSYS建模分析方法研究电主轴静压滑动轴承的性能网格划分及参数调整方案,并对改进后的电主轴谐波响应情况展开评价。由电主轴静压滑动轴承的现场测试结果可知,文章所介绍的轴承设计在技术上具有可行性,并且可以保证轴承的水平与垂直方向的刚度变化,值得推广应用。

面向精密电主轴的非晶高速永磁电机设计与分析

针对高端精密高速电主轴普遍存在损耗大、效率低、转子发热严重等问题,提出采用基于非晶合金定子铁芯的高速永磁同步电机,根据非晶合金定子铁芯的磁化特性和损耗特性开展了高速永磁同步电机优化设计研究,采用有限元法建立了一款额定功率3.7 kW、额定转速7000 rpm、最高转速15 000 rpm的永磁电机物理分析模型,与相同结构参数的硅钢(35W270)电机损耗、效率等性能进行了对比分析。通过分析结果表明采用非晶合金作为高速永磁电机定子铁芯较硅钢电机额定工作点理论铁损下降76.5%;经对两款样机进行实际测试,考虑到铁芯加工及装配工艺导致铁损的恶化,实测铁损下降50.7%,效率提高1.4%,相同负载与冷却条件下定子绕组温升下降15.1 K,表明了非晶铁芯在高速电主轴中应用具有明显的优势。

高速超精密气浮电主轴性能测试实验装置研究

基于电磁加载稳定且可调可控等优点,提出了电磁非接触式加载高速超精密气浮电主轴性能检测方案。通过仿真和实验确定电磁力与励磁电流、加载距离、加载盘直径、主轴转速之间的关系,优化了电磁铁结构和参数,得到了满足实验要求的电磁铁。结合高精度三维力传感器、激光位移传感器、加速度传感器搭建了主轴性能检测实验平台并开展了相关实验。结果表明:动态电磁力与励磁电流成正比,与主轴转速和加载距离成反比,实验与仿真结果一致,验证了方案的可行性。

高速精密角接触球轴承在电主轴中的应用

高速精密角接触球轴承在电主轴中的应用涉及选型、加载和润滑等多个方面 ,合理的使用方式可以优化主轴性能和提高轴承实际寿命。

高刚性大功率气静压电主轴的结构设计（专利申请号：200579966）

本项目属机械领域的机电一体化技术，是装备制造业中的一个高速精密加工的功能部件。它采用空气静压轴承作主轴的支承，采用大功率变频电机驱动（电机功率一般为1～5kw），是在原来的大功率气静压电主轴的基础上改进结构设计，进一步提高了性能，增强轴系的刚性。其用于高速精密车削、铣削雕刻和磨削，能显著提高加工的质量和效率。

高速精密电主轴关键技术研究现状

主要阐述高速精密电主轴关键技术的研究现状,指出研究电主轴结构及工作性能的必要性。

智能化高精密高速电主轴研究探索

随着微机电器件和通讯技术的发展,主轴智能化越来越引起人们的注意,需要从控制软件和工况监控两方面入手,使主轴能够随时感知工况并能自主地加以调节。智能化和自适应是新一代电主轴的重要特征。尽管自适应机电一体化装置在主轴单元中的应用目前处于研究阶段,但它代表机床主轴单元的未来发展趋势。

高速精密电主轴

高速精密电主轴作为现代机床的标志性功能部件,几年来得到迅速的发展和完善,目前在车、铣、磨等各种加工机床都已有应用,在高档加工中心更是首选部件。电主轴作为高效、高速、高精度、低振动、低噪声、易安装、模块化机床部件,将在机床行业得到更广泛的应用。

HDJD240-18/35T高速精密永磁同步电主轴

本电主轴根据《湖南省科学技术厅重点项目合同书“高速精密机床电主轴的中试开发”》的相关要求进行研制，应用了国家自然科学基金项目（No．50205008）的相关研究成果。该产品主要应用于现代高速加工机床，如加工中心、磨床、铣床、车床、钻床等。项目组对高速精密永磁同步型电主轴进行了系统的理论研究，研制成功了我国第一台高速精密永磁同步型电主轴。该电主轴集成了主轴系统动态热态特性设计、精密加工与精密装配、高速陶瓷球混合轴承、油气润滑和高速电机与驱动等技术，获得了多项国家专利。

我国首台高速精密永磁同步电主轴问世

由湖南大学负责的首台高速精密永磁同步型电主轴研制成功，其研究成果达到了国际先进水平。

坚持自主创新 开发高速精密电主轴

山东博特精工股份有限公司（原山东济宁博特精密丝杠有限公司）是以数控滚动功能部件为主导产品的国家火炬计划重点高新技术企业,我国机床工具行业骨干配套单位。公司立足于机床工具行业，以全心全意为数控机械、自动化机械等行业服务为目标，依靠几十年机床滚动功能部件制造经验，坚持自主创新，不断提高滚动功能部件的制造技术水平，高端产品水平不断提高，生产规模迅速扩大，公司盈利快步增长，各项经济、技术指标连续多年位于行业前列。

数控机床电主轴零件的精密切削加工

随着机械冷切削技术朝着高速、低耗能和高效率的方向发展，以高速电主轴系统为核心部件的高效、高精度数控机床的研究已成为数控机床装备业的一个方向。本文所述电主轴为适用于高速切削机床内装式电主轴单元的核心零件，它构成的电主轴单元适用于最高主轴转速50000r／min、

高速电主轴龙门加工中心

法国优龙机床公司是一家专业生产立式桥式龙门框架高精密加工中心的公司,已经有150年历史。10年前,他们针对航空行业的高要求设计了一款KX50-200系列高刚性、高精度机床结构,提供给欧洲空客公司和欧洲航宇公司的零部件加工中心,通过实践取得了成功。

222A高速电主轴

SETCO是设计、制造和维修高性能精密主轴、铣削头和滑台的专业公司，已有百年历史。公司生产的222A系列高速电主轴，具有以下特性。

液体动静压电主轴关键技术综述

液体动静压主轴以其高回转精度、高动态刚度、高阻尼减振性和长寿命等性能优势,在高速精密机床领域获得广泛应用,但进一步适应超高速超精密加工需要,发展成为将机床主轴与高速电动机功能从结构上融为一体的液体动静压电主轴,还需解决高速化和结构集成化带来的轴承温升控制和电机性能优化等技术难题,需进一步从机理层面研究轴承特性和电动机高频电磁损耗等科学问题。因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结。回顾液体动静压机床主轴轴承技术的发展历史;从轴承油腔结构、节流器、轴颈偏斜、轴瓦弹性变形、轴承副表面形貌、液体惯性效应、热效应、润滑介质可压缩性及非牛顿特性、水润滑动静压轴承等方面,对影响液体动静压电主轴轴承特性的关键技术进行逐一分析和评述;从高速电主轴对电动机几何特性、转速—力矩特性、热特性、振动及噪声特性的要求等角度,全面评述电动机性能的电磁参数设计方法、电磁损耗机理及计算方法和电磁损伤故障防治技术;具体分析动静压电主轴整机特性优化中的关键技术难题;对液体动静压电主轴技术的未来发展趋势进行预测和展望。

气体悬浮电主轴动态特性研究进展

在高效超精密加工中,气体悬浮电主轴存在电动机高速拖动能力衰减过快、电磁偏心激振、高次谐波激振和电动机定、转子发热严重以及主轴高速带来的温度效应和气流惯性效应等一系列技术难题。因此有必要对气体悬浮电主轴动态特性的影响因素进行系统分析和深入总结。分析气体悬浮电主轴的技术现状以及存在的问题;从轴承结构、气体流动形态、电磁偏心激振和不平衡响应等四个方面对电主轴稳定性的影响进行评述;综述轴承类型、轴承参数、表面粗糙度和轴颈倾斜对系统刚度的影响;阐述系统临界转速和电动机转速—力矩特性以及主轴高速带来的温度变化和气流惯性对主轴系统的影响;围绕主轴的回转精度,对主要因素、回转误差形成机理和精度测试与误差分离技术逐一评述;最后对气体悬浮电主轴技术的发展趋势进行预测和展望。

基于PMAC时基控制的椭圆形零件的高速精密磨削

文章就实现椭圆形零件的高速高精密磨削的问题,提出了采用PMAC时基控制的实验方法。用开放式控制器PMAC对机床高速进给单元及电主轴进行控制,并以此集成了一套磨床数控系统。以磨削椭圆形零件为例,在此磨床上进行了椭圆形零件的磨削加工,得出了良好的实验结果,为解决非圆零件精密磨削提供了一种实用方法。

一种新型轴芯冷却电主轴的热特性分析

为了进一步改善高速精密机床电主轴的热特性,提出了一种新型轴芯冷却结构,在电主轴轴芯均布多个U形冷却单元,通入冷却介质,可对轴芯和轴承进行高效冷却;建立了电主轴热-结构耦合分析模型,并基于模型研究了该冷却结构对电主轴热特性的影响。结果表明:该轴芯冷却结构能有效控制电主轴系统的温升,与无轴芯冷却的电主轴相比,电主轴总热变形减小了50.2%,系统热平衡时间缩短了50%,从而进一步提高了加工精度和效率;通过调节冷却介质的参数,电主轴在不同转速下的轴向热变形的变化量可控制在2μm以内。

赛夺科精密主轴技术（上海）有限公司 A55：（90°侧铣头）

SETCO是设计、制造和维修高性能精密主轴、铣削头和滑台的专业公司，已有百年历史。公司的产品包括皮带驱动主轴、直联驱动主轴、齿轮驱动主轴、高速电主轴，各种用途的铣削头以及完整系列的燕尾滑台、硬轨滑台、单轴和多轴机床组合模块。