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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%。作为高速主轴轴承材料，陶瓷(Si3N4)有以下优点：高速旋转时滚动体产生的离心力小，重量轻。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。

      数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置（笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统），由于没有电刷，不产生火花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。由于高速电主轴要实现高速运转，以下几个零部件质量直接影响着高速电主轴的性能。当机床处在连续运转状态下，主轴的转速在437~3500r/min范围内，主轴传递电动机的全部功率11kW，为主轴的恒功率区域Ⅱ（实线）。在这个区域内，主轴的大输出扭矩（245N.m）随着主轴转速的提高而变小。主轴转速在35~437r/min范围内，主轴的输出转矩不变，称为主轴的恒转矩区域Ⅰ（实线）。在这个区域内，主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。图中虚线所示为电动机超载（允许超载30min）时，恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为15kW，超载的大输出转矩为334N.m。

      单列、双列圆柱滚子轴承在高速性能方面均劣于角接触球轴承。角接触轴承是具有接触角的轴承，可以看出圆锥滚子轴承。接触角越大轴向刚度越好，但因为球与滚道之间的陀螺滑动和自旋滑动也大，因此发热也会增加。为了提高速度性能，方法是减小球的大小(或质量)改变沟道的曲率系数，以减小球的离心力，降低高速运转时产生的内部载荷，同时增加球的数量以提高刚性。循环式润滑的优点是，在满足润滑的情况下，能够减少摩擦发热，而且能够把主轴组件的一部分热量给以吸收。作为高速主轴轴承材料，陶瓷(Si3N4)有以下优点：高速旋转时滚动体产生的离心力小，重量轻。由于密度比轴承钢小。旋转力矩可以减小，因此可以降低温升，提高寿命。良好的导热性使陶瓷材料的滚动体在高速运转时不易与金属产生粘着。热膨胀小，滚动体与内圈接触时不易发生预紧力增加而导致游隙减小。轴承的变形小，由于硬度高、刚性好。主轴的刚性也得到提高。综上所述，因此，采用陶瓷资料(Si3N4)作为滚动体，与轴承钢滚动体相比速度可提高约25%35%寿命可提高约3倍。

      对电主轴进行十分严格的校动平衡，使得动平衡精度达到ISO标准G0.4级，即在高转速时，由于残余动不平衡引起振动的速度大允许值为0.4mm/s。为此，在电主轴结构设计时，必须严格遵守结构对称的原则。尔后在轴承方面又开发出了滚动体为陶瓷的角接触球轴承，实现了dmN值为200×104×90年代的开发出喷射润滑后，dmN值可达到300×104。电动机转子与主轴之间通过过盈套筒产生的过盈配合来传递扭矩，尽量避免采用键、螺纹和其他零件连接；在拆卸主轴时，用高压泵将高压油从转子内套左端小孔a压入环形内孔e，过盈套筒1的内径在高压油的压力作用下要胀大，这样就可以方便地将转子拆下。