齊男

　　摘　要：數(shù)控機(jī)床的電主軸是數(shù)控機(jī)床技術(shù)的發(fā)展核心，隨著我國工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的加快和數(shù)控機(jī)床的普及，社會(huì)需求也越來越來大，近年來，數(shù)控機(jī)床的主軸開始向著高精度、高剛度和高速度發(fā)展，為了滿足這一發(fā)展趨勢，電主軸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，我國的電主軸技術(shù)和國外相比還存在很多不同之處。本文主要探討了電主軸的結(jié)構(gòu)和工作原理，并闡述了國內(nèi)外電主軸的發(fā)展趨勢，同時(shí)將電主軸應(yīng)用過程中可能使用的幾種電機(jī)進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)槲覈臄?shù)控機(jī)床電主軸的發(fā)展創(chuàng)新提供借鑒。
　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；電主軸；發(fā)展研究

　　數(shù)控機(jī)床的使用是為了提高機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量，數(shù)控機(jī)床能夠集高精度、高效和高柔性為一體，增強(qiáng)機(jī)械加工的精度和速度，數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢使其越來越得到機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的重視，數(shù)控機(jī)床的高速數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，顧名思義是為了提高加工的速度而創(chuàng)造的。其運(yùn)行過程中需要高速主軸作為支撐，其適用性能能夠直接決定機(jī)床的加工速度和加工性能，其適用要求具有非常寬的恒功率運(yùn)行范圍和連續(xù)輸出的高轉(zhuǎn)矩能力，這是電主軸的主要應(yīng)用特性，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用。
　　1　電主軸的結(jié)構(gòu)和工作原理
　　電主軸是將主軸電動(dòng)機(jī)和數(shù)控機(jī)床的主軸就進(jìn)行結(jié)合形成的，主要的結(jié)合方式是通過交流高頻電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的，也被稱為高頻主軸，主要的工作原理是將電動(dòng)機(jī)安裝在主軸的內(nèi)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的工作原理。和傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床主軸相比，電主軸能夠直接進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的內(nèi)裝來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，減少了工作流程，并且其結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲小、機(jī)械的工作效率高、精度高、振動(dòng)的幅度也比較小，更適合當(dāng)前的數(shù)控機(jī)床工作要求。電主軸的工作主要是通過矢量控制和交流的變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)的，其實(shí)處的功率較大，功率的轉(zhuǎn)矩特性也比較好，調(diào)整的范圍也更大，電主軸的結(jié)構(gòu)簡單，移動(dòng)產(chǎn)生的慣量也比較小，能夠?qū)崿F(xiàn)加速度和高速的的準(zhǔn)停。電主軸相對(duì)于普通的機(jī)床主軸來說能夠更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的高速化，具有極強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)定性，電主軸應(yīng)用的傳動(dòng)環(huán)節(jié)不存在外力的作用，這能夠加強(qiáng)主軸運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長主軸的使用壽命。
　　2　電主軸技術(shù)的發(fā)展趨勢
　　Z早的電主軸產(chǎn)生在機(jī)械制造的磨床上，因其優(yōu)秀的實(shí)用性能逐漸發(fā)展到了加工制造的過程中，隨著多年的發(fā)展和研究，電主軸的使用功率和品質(zhì)都得到了很大的提升，國外的電主軸應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)時(shí)間更長，電主軸的主要單元發(fā)展也比較快，技術(shù)的水平一直處于領(lǐng)先水平。隨著世界信息化發(fā)展進(jìn)程的加快，數(shù)字化和變頻技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，并且形成了標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械生產(chǎn)線，高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)主軸也開始在機(jī)床發(fā)展和機(jī)械制造的過程中得到了廣泛的應(yīng)用，并且國外的發(fā)展重心放在了功率、扭矩和調(diào)速范圍，用來實(shí)現(xiàn)快速的啟動(dòng)、精準(zhǔn)的定位和自動(dòng)化對(duì)刀的高標(biāo)準(zhǔn)主軸單元制作。很多西方發(fā)達(dá)國家的數(shù)控機(jī)床電主軸發(fā)展水平，代表了世界的發(fā)展水平，其電主軸具有功率大、轉(zhuǎn)速高、高剛度軸承、加工精密的工藝水平。
　　3　電主軸的常用電機(jī)
　?。?）異步主軸電機(jī)。異步主軸電機(jī)是現(xiàn)在我國普通機(jī)床運(yùn)行過程中普遍使用的主軸驅(qū)動(dòng)，但異步調(diào)速的主軸電機(jī)在使用過程中存在著效率低、體積大、轉(zhuǎn)矩密度小、功率因數(shù)低等問題，除此之外，異步電機(jī)在進(jìn)行低速下轉(zhuǎn)的過程中容易