高速主轴系统和电主轴
电主轴的工作原理
电主轴的工作原理电主轴是机床上的一种重要装置，用于加工工件时进行高速旋转，通常被用于车床、铣床、钻床等机床中。
电主轴可以提高工作效率和加工精度，是现代机械制造中不可或缺的一部分。
本文将从电主轴的工作原理、构成和性能几个方面来详细介绍电主轴的相关知识。
一、工作原理电主轴的工作原理基于电机的旋转运动，利用电机的动力来带动机床上的刀具进行高速旋转。
电主轴的构成主要由电机、轴承、主轴壳体、冷却系统以及传动系统组成。
电机作为电主轴的动力源，通常采用直流电机或交流电机，其带动主轴壳体与主轴进行旋转。
轴承作为主轴的支撑装置，能够承受主轴的径向和轴向负载，使得主轴在高速旋转时不会发生轴承摩擦、振动等毛病。
主轴壳体是电主轴的主要部分之一，可以起到固定轴承、保护主轴和机床的作用。
主轴壳体的材质通常使用优质铸铁或铸钢、铝合金等。
冷却系统主要用来降低电主轴温度，主要包括内冷却和外冷却。
冷却水能在高速旋转时有效的降低电主轴的温度，提高机床的生产效率。
传动系统是电主轴运转的重要部分之一，通常由齿轮传动、同步传动、传动带传动等几种。
齿轮传动是一种传动方式，其结构简单、可靠性高、传动精度高，因此在数控机床中最常用。
同步传动是电主轴开发较晚的传动方式，优点是转矩大、效率高、振动小，但同时成本也高；传动带传动则是将电主轴带转附加在主动装置（如变速器）上，结构简单、精度较高。
二、电主轴的构成电主轴主要由电机、轴承、主轴壳体、传动装置、冷却系统、电气控制系统等几部分组成，其中电机是电主轴的最核心部分，它利用电能将机床切削刀具旋转起来。
电机通常使用交流电机或直流电机。
其中交流电机由于功率较小，多用于中小型加工机床的电主轴上；而直流电机由于功率较大、可调速范围广，通常用于大型加工机床上。
轴承是电主轴的支撑部分，它承受主轴的重量和旋转产生的离心力，是保证电主轴稳定运转的重要部分。
轴承的动力性能与材料决定了电主轴的运转速度和加工精度。
为保证电主轴低温低振动的运转状态，轴承数量通常有两个以上。
高速电主轴电动机——主轴系统的机电耦合动力学建模
新校园XinXiaoYuan高速电主轴电动机—主轴系统的机电耦合动力学建模张广宇（河南能源化工集团永城职业学院，河南永城476600）教育教学摘要：随着经济的发展，我国的制造业呈现出较为明显的发展形势，提高生产效率成为各个方面关注的重点，实现高速加工能够使这个问题得到较好的缓解。
想要实现这个目的，就需要选用高速机床。
高速电主轴是数控机床的核心部分，具备强耦合性质。
实际上，其在机电能量转换中，可以体现出机电耦合性质，能够对高速电主轴产生较为重要的影响，针对其进行动力学模型构建具有较为重要的现实作用。
关键词：高速电主轴电动机；主轴系统；机电耦合机电耦合系统具有机械与电磁的共同特性，其本身运作也涉及到两者之间的转换。
这种特性在各类机电系统中十分常见。
一般情况下，其本身运作频率和速度相对较为低下，可以忽视其电磁辐射。
但是，这种情况并不绝对，一旦其频率或速度达到一定程度，就会在发挥作用的过程中，产生相对较强的电磁辐射。
一、高速电主轴机电耦合分析从机电耦合的方向对高速电主轴进行分析，主要目的是为了对其动态性能进行较为必要的研究。
事实证明，此研究不仅具有重要的现实意义，也会在工程施工的过程中发挥重要的作用。
1.方法与内容在工程当中，机电耦合传动系统是各个部分的有机组合，具体来说，其两个主要组成部分分别为电机与机械传动轴。
由此可见，只要系统组成的两个部分存在，就会出现相应的机电耦合。
当前，其传动方式主要针对电机与负载进行添加，使其能够具备传动功能，比如链条、皮带等。
同时，负载和电机之间能够直接实现耦合过程。
这种运作方式能够产生较强的现实意义，避免故障及磨损的发生。
高速电动主轴传动方式属于直接耦合。
其本身与主轴本身存在一定关联，在构成方面体现出较为复杂的特性。
其内部包含各个部分的子系统，在运作过程中存在较多繁复耦合关系。
针对其进行建模考量可以运用分解协调法。
在这个过程中，比较容易出现各个部分之间的耦合变量存在较为明显差异的情况。
高速电主轴
目前，国内外各著名机床制造商在高速 数控机床中广泛采用电主轴结构，特别是 在复合加工机床、多轴联动、多面体加工 机床和并联机床中。
工作原理
电主轴就是直接将空心的电动机转子 装在主轴上，定子通过冷却套固定在主 轴箱体孔内，形成一个完整的主轴单元， 通电后转子直接带动主轴运转。
结构
电主轴由主轴及主轴箱本体、 电主轴由主轴及主轴箱本体、内置式 的交流伺服电机、辅助装置、检测装置组成。 的交流伺服电机、辅助装置、检测装置组成。 主轴的变速有主轴驱动模块控制， 主轴的变速有主轴驱动模块控制，而 主轴单元内的温升由冷却装置控制。 主轴单元内的松刀油缸， 后面装有测速、测角位移编码器，松刀油缸， 旋转接头；全段的内锥孔和端面用于安装刀具， 旋转接头；全段的内锥孔和端面用于安装刀具， 刀具夹爪；中间有刀具拉杆，刀具夹紧弹簧。 刀具夹爪；中间有刀具拉杆，刀具夹紧弹簧。
发展趋势
（1） 向高速大功率和低速大转矩方向发展 向高精度、 （2） 向高精度、高刚度方向发展 （3） 向精确定向（准停）方向发展 向精确定向（准停） 向快速起、 （4） 向快速起、停方向发展 （5） 向超高速方向发展 （6） 向标准化方向发展
自动换刀机构原理
电主轴自动换刀机构的组成
由刀具夹紧部分和松刀部分组成。 刀具夹紧部分主要由拉刀爪、拉杆、碟 形弹簧等组成，这一部分随主轴一起旋转。 松刀部分主要通过气缸来实现，气动装 置提供动力，实现夹紧和放松刀柄的动作。
电主轴
机械与精密仪器工程学院 李博
内容
电主轴简介概述 自动换刀机构原理 电主轴动画制作流程 总结
电主轴简介概述
概述
电主轴是高速数控加工机床的“ 电主轴是高速数控加工机床的“心脏部 件”。 由于高速加工不但可以大幅度提高加工 效率，而且还可以显著提高工件的加工质 量，所以其应用领域非常广泛，特别是在 航空航天、汽车和模具等制造业中。于是， 具有高速加工能力的数控机床已成为市场 新宠。
第四章 数控机床主传动系统
（c）双列圆锥滚子轴 承。这种轴承的特点 是内、外列滚子数量 相差一个，能使振动 频率不一致，因此， 可以改善轴承的动态 性能。轴承可以同时 承受径向载荷和轴向 载荷，通常用作主轴 的前支承。
（d）带凸肩的双列圆 锥滚子轴承。结构 和图（c）相似，特 点是滚子被做成空 心，故能进行有效 润滑和冷却；此外， 还能在承受冲击载 荷时产生微小变形， 增加接触面积，起 到有效吸振和缓冲 作用。
4. 电主轴
电主轴又称内装式主轴电机，即主轴与电机转子 合为一体，其优点是主轴部件结构紧凑、重量轻、惯 量小，可提高启动、停止的响应特性，利于控制振动 和噪声。转速高，目前最高可达200000 r/min。其缺 点是电机运转产生的振动和热量将直接影响到主轴， 因此，主轴组件的整机平衡、温度控制和冷却是内装 式电机主轴的关键问题
①轴承类型
（a） 锥孔双列圆柱滚子轴承：内 圈为1：12的锥孔，当内圈沿锥 形轴轴向移动时，内圈胀大，可 以调整滚道间隙。滚子与内外圈 线性接触，承载能力大，刚性好。 允许极限转速较高。对箱体孔、 主轴颈的加工精度要求高，且只 能承受径向载荷。
（b）双列推力向心球轴 承，接触角为60°。球 径小、数量多，允许转 速高，轴向刚度较高， 能承受双向轴向载荷。 该种轴承一般与双列圆 柱滚子轴承配套用作主 轴的前支承。
（e）高速电主轴轴承：
随着速度的提高，轴承的温度升高，离心力增加, 振动和噪声增大，寿命降低。
可采用磁浮轴承、液体动静压轴承、陶瓷球轴承 三种形式。磁浮轴承的高速性能好、精度高，容 易实现诊断和在线监控，但电磁测控系统过于复 杂。液体动静压轴承综合了液体静压轴承和液体 动压轴承的优点，但这种轴承必须根据具体机床 专门进行设计，单独生产，标准化程度低，维护 保养也困难。
大功率高速电主轴电动机冷却系统的设计
大 功 率 高速 电主 轴 电动 机 冷却 系 统 的设 计
应 一 帜
（ 台州职 业技术 学院 ， 浙江 台州 ３ ８ ０ ） １ ０ ０
摘
要 ： 过对 电主轴发 热特性 的分析 ， 通 设计 了油水热 交换 系统 ， 对 电主轴 内部结 构 进行 了改 进 。最后 运 并 用有 限元技 术对高速 空运 转条件 下的 电主轴进 行热态分 析 ， 析结 果表 明散热效 果明显 。 分
结构 设计 热交换 有 限元
关键 词 ： 电主 轴
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｏ ｉｇ Ｓ ｓ ｅ ｆ ｒ ｈ ｇ ｐ ｅ ｔ ｒ ｅ ｉｄｅ Ｍａ ｎ Ｍｏ ｏ ｓｇ ｆＣｏ ｌ ｙ ｔ ｍ ｏ ｅ Ｈｉｈ Ｓ ｅ ｄ Ｍｏｏ ｉ ｄ Ｓｐｎ ｌ ｉ ｔ ｒ ｎ ｔ ｚ
ＹＩ ＮＧ ｚ ｉ Ｙｉｈ
（ ａ ｈ ｕＶ ｃｔ ｎ ｌ ｅｈ ｏ ｇ ｏｌ ｅ Ｔ ｉ ｏ ０ ０ Ｃ Ｎ） Ｔ ｉ ｏ ｏ ａｏ ａ Ｔ ｃ ｎｌ ｙＣ ｌ ｇ ， ａ ｈｕ３ ０ ， Ｈ ｚ ｉ ｏ ｅ ｚ １ ８
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｂｙ ａ ａｙ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｂｕｉ －ｆ ｖ ｒｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｏ ｔ ｒｚ ｄ Ｓ ｉ ｄ ｅ，ｔ ｅ ｄｅ ｉｎ ｏ ｈ ｉ—ｗａｅ ｅ ｔｅ － ｔａ ｔ ｎ ｌｚｎ ｈ ｌ ｅ ｅ ｈ ｒ ｃ ｅｉｔｃ ｆｍｏｏ ｉｅ ｐ ｎ ｌ ｔ ｈ ｓｇ ｆｔ ｅ ｏ ｌ ｔ ｒｈ ａ ｘ
电主轴 的冷却 与润滑是 电主 轴设计 制造 中最 关键
的一部 分 。电主轴 的冷 却 与润 滑 方式 的选择 、 却 能 冷 力的计算 、 润滑 油量 的控 制等 均将影 响 电主轴的转 速 、 精度 、 寿命等 。电主 轴运 转 中的发 热 问题 始 终是 人 们 关 注 的焦 点 。电主轴 的 内部 有 两个 主 要 热源 ， 是 内 一 藏式 电动机 ， 一个是 主轴轴 承。 另
数控铣床电主轴系统设计说明书
目录引言 (1)1.数控铣床简介 (3)1.1.数控铣床组成 (3)1.2.数控铣床的工作原理 (4)1.3数控铣床加工的特点 (4)1.4数控铣床加工的主要对象 (4)2.电主轴概述 (5)2.1电主轴的基本概念 (5)2.2电主轴单元关键技术 (6)2.2.1高速精密轴承技术 (6)2.2.2高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计 (7)2.2.3高速电动机设计及驱动技术 (8)2.2.4高速电主轴的精密加工和精密装配技术 (8)2.2.5高速精密电主轴的润滑技术 (9)2.2.6高速精密电主轴的冷却技术 (9)2.3高速电主轴发展及现状 (9)2.3.1高速电主轴技术的发展及现状 (9)2.3.2主轴单元结构形式研究的发展 (11)2.4电主轴对高速加工技术及现代数控机床发展的意义 (12)2.5内装式电主轴系统的研究 (13)3.电主轴工作原理及结构 (16)3.1电主轴的基本结构 (16)3.1.1轴壳 (16)3.1.2转轴 (16)3.1.3轴承 (17)3.1.4定子及转子 (17)3.2电主轴的工作原理 (17)3.3电主轴的基本参数 (19)3.3.1电主轴的型号 (19)3.3.2转速 (19)3.3.3输出功率 (19)3.3.4 输出转矩 (19)3.3.5电主轴转矩和转速、功率的关系 (20)3.3.6 恒转速调速 (20)3.3.7 恒功率调速 (20)3.3.8 轴承中径 (20)3.4自动换刀装置 (21)4. 电主轴结构设计 (22)4.1主轴的设计 (22)4.1.1.铣削力的计算 (22)4.1.2 主轴当量直径的计算 (23)4.2高速电主轴单元结构参数静态估算 (23)4.2.1 高速电主轴单元结构静态估算的内容及目的 (23)4.2.2轴承的选择和基本参数 (23)4.3轴承的预紧 (24)4.4主轴轴承静刚度的计算 (24)4.4.1 主轴单元主要结构参数确定及刚度验算 (26)4.4.2主轴单元主要结构参数确定 (27)4.4.3主轴强度的校核 (32)4.4.4主轴刚度的校核 (34)4.4.5主轴的精密制造 (35)4.5主轴电机 (36)4.5.1电机选型 (36)4.6主轴轴承 (37)4.6.1轴承简介 (37)4.6.2陶瓷球轴承 (38)4.6.3陶瓷球轴承的典型结构 (40)4.7主轴轴承精度对主轴前端精度影响 (40)4.8拉刀机构设计 (41)4.8.1刀具接口 (41)4.8.2拉刀杆尺寸设计 (42)4.8.3夹具体结构尺寸设计 (43)4.8.4 松、拉刀位移的确定 (45)4.8.5碟型弹簧的设计及计算 (46)4.9HSK工具系统结构特点分析 (48)4.10HSK工具系统的静态刚度 (52)4.10.1 HSK工具系统的变形转角及极限弯矩 (52)5.电主轴的润滑及冷却 (55)5.1润滑介绍 (55)5.1.1润滑的作用和目的 (55)5.1.2 电主轴润滑的主要类型 (55)5.1.3 油气润滑的原理和优点 (57)5.2电主轴的冷却 (58)5.2.1电主轴的热源分析 (58)5.2.2电主轴的冷却方法 (59)5.3电主轴的防尘和密封 (60)6.电主轴的驱动和控制 (61)6.1恒转矩变频驱动和参数设置 (61)6.2恒功率变频驱动和参数设置 (62)6.3矢量控制驱动器的驱动和控制 (64)6.4普通变频器原理 (65)6.5本设计采用的变频器原理 (67)6.6主轴准停 (69)6.6.1主轴的准停功能 (69)6.6.2主轴准停的工作原理 (69)6.6.3主轴准停控制方法 (70)7．主轴动平衡 (72)7.1动平衡介绍 (72)7.2动平衡设计 (73)总结 (75)致谢 (76)参考文献 (77)引言高速机床是实现高速切削加工的前提和条件。
电主轴内部各系统简介
第三章
驱动系统
电机
LOG O
1-主轴；2-轴承；3-前大盖； 4-壳体； 5-平衡环；6-定子；7-转子； 目前最常见8的-后是盖三相异步交流电动机，电主轴电机主要 由两大部分组成。一是固定不动的部分（简称定子），二是
可以自由旋转的部分（简称转子）。
第三章
驱动系统
定子铁心
LOG O
第一章
电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ轴分类
一般来说，不同的依 据，就有不同的分类方法。 比如说，根据轴承类型， 可分为滚动轴承电主轴 （角接触球轴承电主轴）、 液体轴承电主轴（动静压 电主轴）、气体轴承电主 轴和磁悬浮轴承电主轴； 根据电机类型，可分为异 步型电主轴和永磁同步型 电主轴。
按照应用来进行分类， 这种分类方法也是现在很 多厂家正在生产和使用的 一种方法，主要分为磨削 用电主轴、钻铣用电主轴、 车削用电主轴、加工中心 用电主轴、木工用电主轴、
LOG O
第三章
驱动系统
变频器
LOG O
变频器是应用变频 技术与微电子技术，通 过改变电机工作电源频 率方式来控制交流电动 机的电力控制设备。变 频器主要由整流（交流 变直流）、滤波、逆变 （直流变交流）、制动 单元、驱动单元、检测 单元微处理单元等组成。 变频器靠内部IGBT的开 断来调整输出电源的电 压和频率，根据电机的 实际需要来提供其所需 要的电源电压，进而达 到节能、调速的目的。
LOG O
第二章
电主轴分类
换刀机构
LOG O
第二章
电主轴分类 碟簧
（1）叠合（并联）方式 碟簧之间以头尾相接穿在轴上的 连接方式。其效果是弹力是一个 碟簧的n倍，行程为单个碟簧的行 程。如：四片平行叠法，行程为1 片，弹力为4倍。 （2）对合（串联）方式 碟簧之间头对头背对背式连接穿 在轴上的连接方式。其效果是弹 力是单个碟簧的弹力，行程为一 个弹簧的n倍。如：四片串联叠法， 行程为4片，弹力为1倍。 （3）混合方式 将上面两种方式混合使用，如： 二片平行三次串联叠法，行程为2 片，弹力为4倍，
主轴轴承常见的支撑形式
主轴轴承常见的支撑形式主轴轴承常见的支撑形式在机床工业中，主轴轴承的支撑形式对于确保机床的精度和性能至关重要。
以下是主轴轴承常见的支撑形式：1.弹性支撑形式弹性支撑形式是一种常见的支撑方式，它利用弹簧或橡胶垫等弹性元件将主轴支撑在轴承座中。
这种支撑形式的优点在于它可以吸收主轴和轴承座之间的误差和冲击，从而减少对机床精度的影响。
此外，弹性支撑形式还可以减少热膨胀对主轴的影响，确保机床的加工精度。
然而，由于弹性支撑元件的寿命相对较短，需要定期更换，因此这种支撑形式的维护成本相对较高。
2.液压支撑形式液压支撑形式是一种利用液压油的压力来支撑主轴的支撑形式。
主轴被放置在液压油缸中，通过调节液压油的液位来调整主轴的位置。
液压支撑形式的优点在于它可以提供均匀且稳定的支撑力，从而确保主轴的精度和稳定性。
此外，液压支撑形式还可以吸收冲击和振动，提高机床的性能。
然而，液压支撑形式的成本较高，并且需要专业的维护和管理。
3.机床主轴支撑形式机床主轴支撑形式是一种针对特定机床设计的支撑形式。
这种支撑形式通常根据机床的结构和性能要求进行设计，以确保主轴的精度和稳定性。
机床主轴支撑形式通常采用滑动轴承、滚动轴承或静压轴承等不同类型的轴承。
滑动轴承具有结构简单、制造成本低等优点，但易磨损、寿命较短。
滚动轴承具有较高的精度和寿命，但需要保持清洁、润滑，否则容易损坏。
静压轴承则具有极高的精度和稳定性，但需要精密的液压控制系统和冷却系统支持。
4.数控机床主轴的支撑形式数控机床主轴的支撑形式与普通机床主轴支撑形式略有不同。
由于数控机床需要实现高精度、高速度和高效率的加工，因此其主轴的支撑形式需要具备更高的性能要求。
一般来说，数控机床主轴的支撑形式采用电主轴或气动主轴等高速主轴系统。
电主轴是一种将电机直接安装在主轴上的驱动方式，具有高转速、高精度和高效率等优点。
气动主轴则利用气压来驱动主轴旋转，具有结构简单、无污染等优点，但需要精密的气动控制系统支持。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）高速进给系统
图中直线电动机与滚珠丝杠加速度性能比较。滚珠丝杠从0至 25m/min，需时0.5s；而直线电动机从0至75m/min，只需 0.05s。电动机优良的加速性能较好。 直线电动机缺点：电动机发热、磁场对切屑和铁屑工具有吸附作用以 及成本较高。
浙江机电职业技术学院落
2.“零传动理论”
以往的机床，不论是普通机床还是数控机床，从动力源到执行部件， 要经过一系列的带、齿轮、离合器、联轴器、丝杠、螺母等中间环节， （转动惯量，元件要弹性变形，摩擦磨损和反向间隙）影响对运动指 令的快速反应。 解决方法：根本上解决问题，则最好取消从电动机到工作部件之间的 一切中间传动环节，使电动机和机床的工作部件合二为一，从而使传 动链的长度等于零，实现机床的“零传动” 零传动是现代高速机床的基本特征，它不但大大简化机床的传动与结 构，更重要提高机床动态灵敏度、加工精度和工作可靠性。 电主轴是实现高速机床主运动系统“零传动”的典型结构。 直线电动机高速进给单元是高速机床进给系统实现“零传动”的典型 代表。
浙江机电职业技术学院落
5.2高速加工中心的结构特点
高速加工中心类机床具有一些共同的结构特点：即装备有高速主轴系 统和高速进给系统；同时，为了适应高速加工的需要，机床的其他结 构部件也要做一些相应改进。 高速主轴系统： 传统：带和齿轮传动主轴部件虽然有大功率、大切削转矩的特点，但 不能满足主轴高速旋转的要求。最大转速只能达10000r/min 左右 高速：采用电主轴结构。电主轴：将主轴和电动机集成在一起的结构， 取消了主传动链中的一切中间传动环节，简化机械结构。 制造：瑞士Fisher公司和德国GMN公司，90年代的水平是 40000r/min，功率40KW。美国Cincinnati公司为宇航工业生 产的电主轴转速高达60000，功率为80KW.
教师：高永祥 2009年9月
浙江机电职业技术学院
高速切削机床和加工中心
背景 采用枪和炮来做高速切削实验 高速电主轴单元的研制成功 真正实现高速、高加速进给运动的直线电动机在机床上的 成功应用 高速机床的应用则是现代机床工业的第二次革命
浙江机电职业技术学院落
1。高速加工对机床的特殊要求
高速机床与普通机床的区别 （1）主轴转速高、功率大 转速：一般大于10000r/min 主电动机功率：15~80KW （2）进给量和快速行程速度高 进给量：60~100m/min，常规10倍左右 （3）主轴和工作台运动都有极高的加速度 主轴从启动到最高转速只用1~2S。工作台加、减速也由常规数控机 床的0.1~0.2提高到1~8g。（没有高的加速度，工作部件的高速度 是没有意义的）“速度设计”进行“加速度设计”的时代 （4）机床要有优良的静、动态特性和热态特性 机床各运动部件之间作速度很高的相对运动，运动副接合面之间将发 生急剧的摩擦和发热 快速刀具交换、快速工件交换以快速排屑等装置
浙江机电职业技术学院落
3.高速加工中心的基本特征
加工中心和普通数控机床的主要区别有以下四点： 1）有自动换刀装置，能实现工序间的自动换刀，这是加 工中心标志性结构。 2）三坐标以上的全数字控制 3）多工序功能，一次装夹中，尽可能完成多工序加工 4）配置自动更换的双工作台，实现机床上、下料的自动 化。 辅助工时大大缩短，机床的工艺可能性和加工精度也达到 高精度。
浙江机电职业技术学院落
（2）高速进给系统
2）直线电动机 1993年德国Ex-cell_O公司在汉诺威国际机床博览会展出了世界上 第一台直线电动机驱动工作台的HSC—240型超高速加工中心，主轴 转速24000r/min，最大进给速度60m/min 直线电动机的动子和工作台固连，定子则安装在机床床身上，取消滚 珠丝杠和其他一切中间机械传动环节，实现了加工中心进给系统“零 传动”。 速度高 ，最大进给速度可达80~180m/min 加速度大，2~10g 定位精度高，以光栅尺为位置测量元件，采用闭环反馈控制系统，工 作台定位精度高达0.1~0.01微米。 行程不受限制。美国Cincinnati公司开发的SuperMach大型高速 加工中心，其X轴的行程长达46m,采用直线电动机.
浙江机电职业技术学院落
4.加工中心的高速化
数0~80000r/min 使用直线电动机的快速进给超过100m/min 加减速度可达到3g~6g。 高速度、高精度、高刚度就成为对现代高速加工中心的基 本要求。 例：欧州国家生产的高速加工中心，标准定位精度为8微 米，重复定位精度为4微米。 大批量零件的生产线上，高速加工中心不仅实现了柔性生 产。
浙江机电职业技术学院落
（2）高速进给系统
目前高速进给系统主要有三种方案： 1）滚珠丝杠 “旋转电动机+滚珠丝杠”仍是加工中心和其他数控机床进给系统的 “一统天下”。 缺点：转动惯量大、扭转刚度低，传动误差大、摩擦磨损和发热严重、 弹性变形引起工作台爬行。最大直线速度为30~60m/min，加速 度只有0.2~1g. 解决：采用大导程的滚珠丝杠，可提高进给速度，但发热大大增加， 造成严重的热变形，可以采用空心丝杠通冷却油的方法来减少热变形 误差。
浙江机电职业技术学院落
5.高速加工中心的技术特征
1.提供高旋转速度的主轴部件，高移动速度的进 给系统以及相关的元部件和技术就构成了高速加 工中心的基本技术体系。 高速加工中心的技术特征： 一高速切削的技术指标； 二是实现高速切削的机床结构特征。
浙江机电职业技术学院落
5.1高速加工中心的速度指标
国外文献：对高速切削有两种表述方法：一种叫High Speed Machining (HSM),另一种叫High Velocity Machining(HVM) 高移速加工 一种观点：比传统的切削速度高时，就可以称HSM，当切削速度达 一定值，才可以称HVM 高速加工比较合理说法：切削速度达到一个相对高的量级，不仅材料 切除率大大提高，切削力下降，工件的温升较低，热变形小，刀具的 耐用度高。