(东莞市天一精密机电有限公司 广东东莞 523000)
摘要：现阶段，人们对于数控机床高速电主轴技术展开了众多的研究，事实证明通过采用高速加工技术可以很好地解决机械产品中存在的问题，能够得到较为特殊的加工精密程度和表面的质量，较高精密程度的高速转速电主轴功能部件对有效地提高数控机床的应能具有重大的影响。所以，本文阐述了高速主轴的发展历程，高速主轴的主要特点以及高速电主轴的结构组成，并且介绍了数控机床高速的加工技术，解决机械生产中存在的零部件质量的特点，分析高速电主轴对数控机床的影响。
关键词：高速电主轴；数控机床；高精度；高刚度；核心功能部件
引言：
高速电路主轴是高速机床的重要部件之一，对于数控机床的运行具有重要的影响。在五十年代我国就开始使用高速电主轴，当时的高速电主轴的转速比较高，但其功率不大，而随着高速切削的不断发展完善，出现了全固原件。当前，我国的高速电主轴的发展相较于其他发达国家来说，仍然存在较大的差距，我国的数控机床的发展时间较晚，各种零部件的生产产业发展较晚且落后，目前我国的数控机床的发展仍存在众多的局限性，因此在这个领域的发展存在极大的困难与挑战。
一、高速电主轴的结构构成
在数控机床的使用上，其高速电主轴的运转速度较为快速，但是高速电主轴的界限不是十分的清晰明了，数控机床中高速切削床是其主要的机床，它在使用高速电主轴时，其转速可以达到每分钟一千转，并且在工作的过程中实现了高速加速和减速的两种模式，能够做到主轴的骤然加速以及快速停止。所以，为了改善和完善机床的精度问题，高速切削主轴要提高它的回转精度问题。
高速电主轴是高速数控机床的重要工作部件，它是实现机床主轴和工作的变频电机能够统一的重要元件，能够将主轴的定子和转子直接与机床主轴的部件相结合，进而形成电主轴。此外，高速电主轴在运行时不需要使用任何来自外界的齿轮，在主轴的系统中能够实现零转动。高速电主轴的内部结构是较为紧密的，并且其重量较轻，具有相对稳定的惯性，而且主轴的动力平横是可以得到完善的，同时，主轴在运行的过程中不会产生过大的噪声和震动。
高速电主轴的动力单元主要是由主轴、轴构成以及动力单元组成的，这几个单元彼此作用，进而形成了良好的动力学性能，能够确保高速电主轴系统的稳定性，并且能够提升机床的运行速度和高切削的速度，完善加工的精密度。高速电主轴的单元性能与其设计理念、使用材料以及主轴的结构有着紧密的联系，它们之间互相影响。
高速电主轴对于单元的要求是十分高的，由于机床不只是进行一种类型的产品的加工，而是需要将精加工和粗加工结合在一起，所以对其要求较为严格，并且要求其机床的加工要具有一定的精度，同时要机床有良好的静刚度。同时，高速机床的主轴的单元动性也要对其有一定的影响，在切削过程中如果出现较大的噪音，那么相应的刀具也会出现磨损等问题，从而导致主轴轴承的荷载不断增加，从而导致轴承的使用年限持续降低。
二、高速电主轴的主要特征
（一）功率大、转速高
现如今，电主轴已经实现了高速的运转，并且在技术应用方面也得到了全新的突破，展开了新的改革。但是，高速电主轴在拥有高转速和较高功率的同时，仍然存在着一定的问题，目前在高速电主轴的使用运行技术上已经进行了较多的研究。
（二）运用高速高刚度轴承
目前，我国大部分的高速电主轴都采用了高刚度的轴承，这些轴承大多数是由陶瓷轴承以及液体轴承组成的，还有些高速电主轴是采用成本较高的磁悬浮轴承，比如：在美国，产业公司所运用的液体动静压轴承的转速能够达到每分钟四千转。但是，在我国目前使用的轴承多是采用使用进口轴承，小部分采用国内制造的刚轴承，所以轴承的寿命成为了人们所关注的关键性问题之一，需要进行提高。
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（三）精密加工与精密装配水平提高
在电主轴工作的过程中，精密加工和精密工艺是高速电主轴的核心技术之一，对于高速电主轴的上轴和前后轴承盖等制造工艺的要求十分高，所以，为了保证电主轴能够在高速运转下具有较好的回转精密和刚度，对于数控机床的零部件要进行精密或者超精密的加工，一般尺寸存在的误差要在微米或者更小的范围内。此外，对于同轴度、垂直度以及表面粗糙程度同样具有极高的要求。为了制造出上述的高规格零部件，国外的电主轴生产大多均会配备一整套的高精度生产设备，同时还会配备高精度的测试设备等，在我国由于陶瓷轴承、异步型电动转自等电主轴的相关零部件出现的问题还没有解决，这便直接导致了我国数控机床的制造水平受到了较大的影响。
（四）配套系统水平高
电主轴的控制系统众多，其中包括自动平衡系统、精密控制系统、轴承油气润滑系统等等，这些系统的自动化程度相对较高，能够实现在线自动平衡、在线进行校正等，这样做能够大幅度地降低电主轴运行中存在的振动问题。并且，轴承油气润滑系统能够实现定期的进气，能够确保近期量能均衡，并且能够实现轴承的润滑效果，将电主轴轴承的运行温度控制在最佳状态。
三、高速电主轴对数控机床的影响
在电主轴的使用上可以根据其用途、性能以及结构等特征将其设定为标准化、系列化的产品，以此可以供主机进行使用，从而促进机床的结构呈现模式化。将电主轴进行产业化、规模化的生产，能够使电主轴标准化、系列化实现功能部件最低成本的制造使用。采用电主轴后，机床的结构能够变得简单化和模式化，同时也能够降低机床的成本，减少机床的研制周期，能够尽快地适应市场的发展趋势。
由于电主轴的结构简单化、传动连接的环节减少，使用电主轴结构的数控机床，能够提高机床的可靠性，同时电主轴的技术较为成熟、功能较为完善、性能优良等，这能够使机床的性能更加完善，并不断提高机床的可靠性。同时，一部分高档的数控机床采用电主轴后，满足了其功能完善的需求。
电主轴的内装式电机进行直接驱动，能够满足高速切削对于机床“高速度、高精度以及高可靠性”的要求，这是与机床的各个系统一起组成高切削所需的重要条件。电主轴技术与电机变频等相结合，能够满足车削、钻削等金属切削加工的重要条件。
运用高速加工这项技术能够解决机械产品制造中存在的诸多困难，同时获取特殊加工精度以及表面质量。因此，这项技术已经在制造业的领域中得到了广泛的使用，而且当前的高速加工技术已经成为金切加工技术的主流技术。现如今，高精度、高转速的数控机床主轴单元已经是承载高切技术的主体之一，已经成为了高精度、高转速的高级数控机床的重要零部件，成为航天、汽车、精密机械、等高精尖的产品制造所需的重要加工部件。除此之外，国内外电主轴技术的发展速度占据较大的发展优势，各大生产厂商为了实现更加稳定的发展，在其可靠性、节能性、环保性以及高精度、高效率能方面进行了科学的研究与突破，目的是形成属于自己的版权所有，在电主轴技术的发展上能够有所成就，从而促进企业的良好发展，促进行业的持续性革新。
结束语：
综上所述，在机械产品的制造过程中仍然存在着较大的问题，精度不高、效率不高都是加工制造中存在的问题，所以采用高速加工可以顺利地解决这类问题，并不断地提高产品的精度。与此同时，高精度、高转速的数控机床将随着工业化进程的不断发展，在航天、汽车等行业得到了较为广泛的应用。现如今，我国的数控机床商家都在对产品的可靠性、环保性、智能性进行研究，促进其更好发展，这对于整个社会而言具有较大的推动性作用。
参考文献：
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[3]赵中太,陈波.浅谈高速机床的振动[J].制造技术与机床.2010(02)
论文作者:尹东明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：电主轴论文; 数控机床论文; 主轴论文; 机床论文; 轴承论文; 精密论文; 加工论文; 《电力设备》2018年第17期论文;