数控机床电主轴及发展趋势
电主轴的应用现状与发展方向探析

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电主 轴 的应 用 现 状 与发 展 方 向探 析
刘永坤 史康 云
( 械工业第六 设计研究 院, 南 郑州 4 0 0 ) 机 河 5 0 7
摘
要 : 电主轴 对高速加工 的促进 作用出发 , 从 分析 了电主轴 的特 点, 详细讨 论了电主轴 的发展与应 用现状 , 分析 了其 发展所面 临的 问题 , 并
对 电主轴的发展 方向进行 了展望 。 关键 词: 电主轴 ; 用现状 ; 应 发展方 向
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引 言
力 攻 克技 术 难 关 , 发 出一 系 列用 于 内表 面 磨 削 的 电主 轴 , 开 转速 从 3 0  ̄2 00 0rr n 功率 从 0 ~2 W 。 目前 , 0 4 0 a , 0 /i . 0k 2 国产 电主 轴 已经
高档数控机床高速精密电主 轴关键技术及应用 公告

高档数控机床高速精密电主轴关键技术及应用公告全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:高档数控机床高速精密电主轴关键技术及应用随着科技的不断发展,数控机床作为制造业的重要装备之一,正逐渐成为制造业的主力军。
而高档数控机床的核心部件之一——高速精密电主轴,更是决定了整个机床性能和加工质量的关键部件。
本文将重点介绍高档数控机床高速精密电主轴的关键技术及应用。
一、高速精密电主轴的定义和特点高速精密电主轴是数控机床上用于驱动刀具旋转的核心部件,它直接影响了机床的加工精度、效率和稳定性。
一般来说,高速精密电主轴具有以下几个特点:1. 高速转速:高速精密电主轴的工作转速通常在10000rpm以上,甚至可以达到50000rpm以上。
高转速可以提高加工效率,缩短加工周期。
2. 高精度:高速精密电主轴需要具有极高的旋转精度和稳定性,以保证加工的精度和表面质量。
4. 高功率密度:高速精密电主轴需要具有高功率密度,以满足大功率输出的要求,同时尽可能减小轴体体积和重量。
1. 轴承技术:高速精密电主轴的轴承是其最关键的部件之一,直接影响轴的精度、稳定性和寿命。
目前主要采用陶瓷球轴承、陶瓷滚珠轴承和气体轴承等高速轴承技术。
2. 动平衡技术:高速精密电主轴在旋转时会产生不小的离心力,需要采用动平衡技术来消除不平衡导致的振动和噪音。
3. 冷却技术:高速精密电主轴在高速运转时会产生大量热量,需要采用有效的冷却技术来保持轴的温度稳定,避免发热过高导致零部件热变形。
4. 控制技术:高速精密电主轴需要配备精密的控制系统,以实现精准的转速控制、负载检测和自适应控制等功能。
5. 结构设计:高速精密电主轴的结构设计需要考虑到刚性和轻量化的平衡,同时保证轴体的稳定性和可靠性。
高速精密电主轴广泛应用于汽车、航空航天、铁路、军工等领域,主要用于高精度、高效率的加工。
具体应用包括精密零件加工、高速铣削、高速车削、高速钻孔等领域。
目前国内外一些知名数控机床制造商,如哈斯、西铁城、FANUC 等,都大量采用了高速精密电主轴技术,使其生产的数控机床具有更高的加工精度和效率,受到了市场的广泛认可。
数控系统发展趋势

数控系统发展趋势從目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展。
标签:数控系统;发展趋势;高精尖一、性能发展方面1.1高精高速高效化速度效率、质量是先进制造技术关键的性能指标,是先进制造技术的主体。
若采用高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统、高分辨率检测元件、交流数字伺服系统配套电主轴、直线电机等技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。
在今后的几年,随着现代科学技术的发展,对超精密加工技术不断提出了新的要求。
新材料及新零件的出现,更高精度要求的提出等都需要超精密加工工艺,大力发展新型超精密加工机床,完善现代超精密加工技术,以适应现代科技的发展,超精密数控机床正在向精密化、高速化、智能化和纳米化发展,汇合而成的新一代数控机床,1.2多轴化多轴联动加工,零件在一台数控机床上装夹后,可进行自动换刀、旋转主轴头、能转工作台等操作,完成多工序、多表面的复合加工,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。
采用5轴联动对三维曲面零件加工,可使用刀具最佳几何形状进行切削,不仅加工表面粗糙度值低,而且效率也大幅度提高。
一般,1台5轴联动机床的效率等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工比3轴联动加工能发挥更高的效益。
1.3软硬件开放化用户可根据自己的需要,对数控系统软件进行二次开发,用户的使用范围不再受生产商的制约。
1.4实时智能化在数控技术领域,实时智能控制的研究和应用正沿着:自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。
如编程专家系统故障诊断专家系统,当系统出了故障时,诊断、维修等实现智能化。
二、功能发展方面2.1图形化界面功能和水平进一步提高高档数控系统发展对图形化界面的功能和水平要求进一步提高,用户希望看到更丰富、更形象、更直观的界面,以此减少用户编程难度,提高编程和加工效率。
电主轴

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5、我国数控机床用电主轴技术与国 际先进国家之间的差距
• • • • • (1)在电主轴的低速大扭矩方面,国外产品低速段的输出扭矩最大可以达到300Nm以 上,而我国目前紧限于100Nm以内。 (2)在高速方面,国外用于加工中心等数控机床用主轴的转速已经达到了75000r/min, 而我国则多在15000r/min以下。 (3)在电主轴的轴承润滑方面,国外已普遍采用油气润滑方法,而我国现在仍然普遍 采用油脂润滑。 (4)在其它与电主轴相关的配套技术方面,如主轴电机矢量控制和交流伺服控制技术、 精确定向(准停)技术、快速起动与停止技术、HSC刀柄制造与应用技术等,仍然不 够成熟,或不能满足实际需要。 (5)在产品品种、数量及制造规模方面,尽管已经有洛阳轴承研究所等数家专业研究、 制造电主轴的企业,但仍然以磨用电主轴为主,在数控机床用电主轴发面,则处于小 量开发试制阶段,还没有形成系列化、专业化和规模化生产,远远不能满足国内市场 日益增长的需要,还不具备与国外产品相抗衡的能力。 数控机床用高速精密电主轴是高速数控设备的首选功能部件,但目前仍处于研制与推 广应用阶段,成为影响数控机床向高性能、高水平、高速度、高精度方向发展的主要 制约因素,需要有关方面的共同努力及国家相关产业政策的有力支持,只有在各功能 部件高水平发展的基础上,我国数控机床的整体水平才能得以提高,才能在加入WTO 之后,我国的机床行业具备与国外相抗衡的能力。
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2、电主轴的优点
• 传统机床主轴是由电机通过中间的传动、变速装置(如皮带、齿轮、 联轴节等)带动主轴旋转而进行工作的,这样的主轴称为分离式主轴, 与此相比,电主轴具有如下优点: • 1)主轴由内装式电机直接驱动,省去了皮带、齿轮、联轴节等中间 传动、变速机构或连接零件,具利用交流变频技术,电主轴可以在额定转速范围内实现无级变速, 以适应机床各种工况和负载变化的需要。 • 3)利用电机矢量控制、伺服控制等技术,不仅可以满足机床强力切 削时低速大扭矩的要求,还可以实现准确的C轴定位及传动的功能, 适应对C轴功能有较高要求的车削、镗铣等加工中心及其它数控机床 的需要。 • 4)与其它形式的主轴相比,电主轴更易于实现高速化,其动态精度 和动态稳定性更好。 • 5)由于没有中间传动环节的外力作用,主轴运行更加平衡,没有冲 击,使得主轴轴承的寿命相应得到了延长。
数控机床的发展趋势

数控机床的发展趋势【内容摘要】随着科学技术的发展、世界先进制造技术的兴起和不断成熟,对数控加工技术提出了更高的要求,超高速切削、超精密加工等技术的应用,对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标。
制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料,而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
如今数控机床正在不断采用最新技术成果,朝着高速化、多功能化、智能化、数控系统小型化、数控编程自动化、更高可靠性等方向发展。
【关键词】:数控技术发展趋势机械制造智能功能从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统,到现在已走过了半个世纪历程。
随着电子技术和控制技术的飞速发展,当今的数控系统功能已经非常强大,与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。
一、性能的发展方向1、高速度、高精度化高速化是指数控机床的高速切削和高速插补进给,目标是在保证加工精度的前提下,提高加工速度。
高精度是指数控机床能够达到的分辨率、定位精度、重复定位精度等。
效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争力。
近年来,电主轴、直线电机以及新型刀具的应用,使数控机床的加工速度得到了极大的提高,车削和铣削速度已达到5000~8000m/min以上;主轴转数在30000r/min(有的高达100000r/min)以上;进给速度在分辨率为1um时,达到100m/min(有的到200m/min)以上;分辨率为0.1um时,达到24m/min以上;自动换刀速度在1s 以内;小时段插补进给速度达到12m/min。
加工精度方面,普通机床的加工精度已经由10um提高到5um,紧密级加工中心则由3~5um提高到1~1.5um,而超精密加工精度已经开始进入纳米级(0.001um)。
数控技术的发展趋势

数控技术的发展趋势 中国作为⼀个制造⼤国,主要还是依靠劳动⼒、价格、资源等⽅⾯的⽐较优势,⽽在产品的技术创新与⾃主开发⽅⾯与国外同⾏的差距还很⼤。
下⾯,店铺就为⼤家讲讲数控技术的发展趋势,⼀起来了解⼀下吧! 数控技术的发展趋势 数控技术不仅给传统制造业带来了⾰命性的变化,使制造业成为⼯业化的象征,⽽且随着数控技术的不断发展和应⽤领域的扩⼤,它对国计民⽣的⼀些重要⾏业的发展起着越来越重要的作⽤。
尽管⼗多年前就出现了⾼精度、⾼速度的趋势,但是科学技术的发展是没有⽌境的,⾼精度、⾼速度的内涵也在不断变化,正在向着精度和速度的极限发展。
从世界上数控技术发展的趋势来看,主要有如下⼏个⽅⾯: 1.机床的⾼速化、精密化、智能化、微型化发展 随着汽车、航空航天等⼯业轻合⾦材料的⼴泛应⽤,⾼速加⼯已成为制造技术的重要发展趋势。
⾼速加⼯具有缩短加⼯时间、提⾼加⼯精度和表⾯质量等优点,在模具制造等领域的应⽤也⽇益⼴泛。
机床的⾼速化需要新的数控系统、⾼速电主轴和⾼速伺服进给驱动,以及机床结构的优化和轻量化。
⾼速加⼯不仅是设备本⾝,⽽且是机床、⼑具、⼑柄、夹具和数控编程技术,以及⼈员素质的集成。
⾼速化的最终⽬的是⾼效化,机床仅是实现⾼效的关键之⼀,绝⾮全部,⽣产效率和效益在“⼑尖”上。
2.五轴联动加⼯和复合加⼯机床快速发展 采⽤五轴联动对三维曲⾯零件进⾏加⼯,可⽤⼑具最佳⼏何形状进⾏切削,不仅光洁度⾼,⽽且效率也⼤幅度提⾼。
⼀般认为,1台五轴联动机床的效率可以等于2台三轴联动机床,特别是使⽤⽴⽅氮化硼等超硬材料铣⼑进⾏⾼速铣削淬硬钢零件时,五轴联动加⼯可⽐三轴联动加⼯发挥更⾼的效益。
但过去因五轴联动数控系统主机结构复杂等原因,其价格要⽐三轴联动数控机床⾼出数倍,加之编程技术难度较⼤,制约了五轴联动机床的发展。
当前数控技术的发展,使得实现五轴联动加⼯的复合主轴头结构⼤为简化,其制造难度和成本⼤幅度降低,数控系统的价格差距缩⼩。
电主轴的应用场景

电主轴的应用场景
(原创实用版)
目录
1.电主轴的定义和重要性
2.电主轴的应用场景概述
3.电主轴在各种加工领域的应用实例
4.电主轴的优势和未来发展趋势
正文
【电主轴的定义和重要性】
电主轴是一种将电能转化为机械能的装置,通过电机驱动,实现对旋转设备的控制。
电主轴在工业生产中具有举足轻重的地位,因为它可以提供高精度、高效率和高稳定性的旋转动力,对于提高加工精度和生产效率具有重要意义。
【电主轴的应用场景概述】
电主轴广泛应用于各种加工领域,如金属切削、磨削、钻孔、镗孔等。
在这些领域,电主轴通常与数控机床、加工中心等设备配套使用,实现对工件的高精度加工。
此外,电主轴还可应用于高速列车、航空航天等高端制造领域。
【电主轴在各种加工领域的应用实例】
1.金属切削:在金属切削机床上,电主轴为刀具提供稳定的旋转动力,实现对金属材料的快速、精确切割。
2.磨削:在磨削机床上,电主轴带动砂轮或砂带进行高速旋转,实现对工件的精确磨削。
3.钻孔:在钻孔机床上,电主轴驱动钻头进行高速旋转,实现对工件
的精确钻孔。
4.镗孔:在镗孔机床上,电主轴带动镗刀进行高速旋转,实现对工件的内孔镗削。
【电主轴的优势和未来发展趋势】
电主轴具有以下优势:
1.高精度:电主轴采用精密轴承和润滑系统,能够实现高精度的旋转运动。
2.高效率:电主轴具有较高的转速和扭矩,能够提高加工效率。
3.高稳定性:电主轴采用闭环控制系统,能够实现对旋转速度和位置的精确控制,提高加工稳定性。
简述电主轴技术发展前景

简述电主轴技术发展前景引言近年来,随着制造业的不断发展和技术的进步,电主轴技术作为一种新兴的切削加工技术正迅速崛起。
电主轴技术通过将电动机与主轴直接连接,实现高速、高精度的加工,具有较大的发展潜力。
本文将简要阐述电主轴技术的发展前景,包括其应用领域、技术优势以及面临的挑战。
应用领域电主轴技术的广泛应用领域是其发展的重要驱动力之一。
目前,电主轴技术已经广泛应用于机床、数控机床、汽车制造、航空航天等领域。
在机床领域,电主轴技术可以提供更高的切削力和速度,使得加工效率大大提高。
在汽车制造领域,电主轴技术可以实现更高精度的零部件加工,提高汽车的质量和性能。
在航空航天领域,电主轴技术可以实现更高的机械部件加工精度,提高飞机的安全性和可靠性。
技术优势电主轴技术的发展前景可从其技术优势方面来看。
首先,电主轴技术具有较高的切削速度和切削力。
相比传统的机械主轴,电主轴技术可以实现更高的转速和更大的切削力,使得加工效率更高。
其次,电主轴技术具有较高的精度和稳定性。
通过电主轴技术,可以实现更高的定位精度和加工精度,提高零部件的质量和精度。
此外,电主轴技术还具有较低的振动和噪音水平,使得工作环境更加安静和舒适。
面临的挑战电主轴技术发展的前景不仅有技术优势,还面临一些挑战。
首先,电主轴技术的成本较高。
相比传统的机械主轴,电主轴技术需要更多的电气设备和控制系统,成本较高。
其次,电主轴技术在超高速加工和超高精度加工方面仍存在一些技术难题。
目前,电主轴技术的切削速度和切削力还无法满足某些特殊需求。
此外,电主轴技术的维护和维修也需要专业知识和技能,提高了运维成本。
未来发展趋势虽然电主轴技术面临一些挑战,但其发展前景仍然十分广阔。
未来,电主轴技术将继续在制造业中发挥重要作用,并不断推动行业的发展。
随着相关技术的不断改进和创新,电主轴技术的性能将不断提升,成本将逐渐降低。
预计在不久的将来,电主轴技术将实现更高的切削速度和切削力,提供更高的加工效率和精度。
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论文数控机床电主轴及发展趋势院系名称:工学院专业名称:机械设计制造及其自动化姓名:学号:0003年00 月8 日数控机床电主轴及发展趋势摘要:本文介绍了有关高速电主轴的工作原理和基本结构,以及高速电主轴的关键技术,综述其应用及国内外发展状况。
关键词:数控机床;电主轴;发展Abstract:This paper introduces the basic structure and working principle ofhigh-speed electric spindle,And the key technology of high speed motorized spindle,A review of its application and development at home and abroad.Key words:Numerical control machine ;Electric spindle ; Develop一、概述数控机床(CNC)是装备制造业的技术基础和发展方向之一,是装备制造业的战略性产业。
自20世纪80年代以来,数控机床、加工中心主轴向高速化发展。
高速数控机床的机械结构已得到极大的简化,取消了带传动和齿轮传动,机床主轴由内装式主轴电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床主传动的零传动,这种结构称为电主轴。
数控机床的工作性能,首先取决于主轴的性能。
数控机床电主轴单元影响加工系统的精度、稳定性及应用范围,其动力性能及稳定性对加工起着关键的作用。
电主轴是机床的核心部件,它将机床主轴与电机轴合二为一,即将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部,也被称为内装式电主轴,其间不再使用皮带或齿轮传动副,从而实现机床主轴系统的“零传动”。
它具有结构紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好等优点,并改善了机床的动平衡,避免振动和噪声,在超高速机床中得到了广泛的应用。
随着高速加工技术的迅猛发展和广泛应用,各工业部门特别是航天、航空、汽车、摩托车和模具加工等行业,对高速度、高精度数控机床的需求与日俱增。
二、电主轴的工作原理、典型结构及优点2.1电主轴的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。
2.2电主轴的典型结构及优点电主轴单元典型的结构布局方式是电机置于主轴前、后轴承之间,其优点是主轴单元的轴向尺寸较短,主轴刚度大,功率大,较适合于大、中型高速数控机床;其不足是在封闭的主轴箱体内电机的自然散热条件差,温升比较高。
电主轴省去了带轮或齿轮传动,实现了机床的“零传动”,提高了传动效率。
电主轴的刚性好、回转精度高、快速响应性好,能够实现极高的转速和加、减速度及定角度的快速准停,调速范围宽。
三、电主轴对装备制造业促进和发展3.1高速电主轴对数控机床的发展以及金属切削技术的影响对于数控机床模块化设计、简化机床结构、提高机床性能方面的作用:(1)简化结构,促进机床结构模块化电主轴可以根据用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化产品,供主机选用,从而促进机床结构模块化。
(2)降低机床成本,缩短机床研制周期一方面,标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化生产,实现功能部件的低成本制造;另一方面,采用电主轴后,机床结构的简单化和模块化,也有利于降低机床成本。
此外,还可以缩短机床研制周期,适应目前快速多变的市场趋势。
(3)改善机床性能,提高可靠性采用电主轴结构的数控机床,由于结构简化,传动、连接环节减少,因此提高了机床的可靠性;技术成熟、功能完善、性能优良、质量可靠的电主轴功能部件使机床的性能更加完善,可靠性得以进一步提高。
(4)实现某些高档数控机床的特殊要求有些高档数控机床,如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和超小孔加工机床等,必须采用电主轴,方能满足完善的功能要求。
3.2促进了高速切削技术在机械加工领域的广泛应用电主轴系由内装式电机直接驱动,以满足高速切削对机床“高速度、高精度、高可靠性及小振动”的要求,与机床高速进给系统、高速刀具系统一起组成高速切削所需要的必备条件。
电主轴技术与电机变频、闭环矢量控制、交流伺服控制等技术相结合,可以满足车削、铣削、镗削、钻削、磨削等金属切削加工的需要。
采用高速加工技术可以解决机械产品制造中的诸多难题,取得特殊的加工精度和表面质量,因此这项技术在各类装备制造业中得到越来越广泛的应用,正在成为当今金切加工的主流技术。
高精度、高转速数控机床主轴单元是承载高速切削技术的主体之一,是高精度、高效率高档数控机床的核心功能部件,是航空航天、汽车、船舶、精密模具、精密机械等尖端产品制造领域所需高档加工母机的核心部件。
目前国内外电主轴技术的发展十分迅速,各生产厂商都在高可靠性、节能性、高精度、高加工效率、环保性、智能化等方面进行持续的科技攻关,以期形成自身的特色,占领电主轴技术发展的制高点。
四、高速电主轴在国内外的发展状况4.1国外电主轴技术的发展趋势国外电主轴最早用于内圆磨床,上世纪80年代,随着数控机床和高速切削技术的发展和需要,逐渐将电主轴技术应用于加工中心、数控铣床等高档数控机床,成为近年来机床技术所取得的重大成就之一。
随着机床技术、高速切削技术的发展和实际应用的需要,对机床电主轴的性能也提出了越来越高的要求,目前国外从事高速数控机床电主轴研发与生产的企业主要有如下几家:德国GMN、西门子、瑞士IBAG、美国Setco、意大利Omlet、Faemat、Gamfior、日本大隈等,其中尤以GMN、IBAG、Omlet、Setco、Gammfier等几家的技术水平代表了这个领域的世界先进水平。
这些公司生产的电主轴较之国内生产的有以下几个特点:①功率大、转速高。
②采用高速、高刚度轴承。
国外高速精密主轴上采用高速、高刚度轴承,主要有陶瓷轴承和液体动静压轴承,特殊场合采用空气润滑轴承和磁悬浮轴承。
③精密加工与精密装配工艺水平高。
④配套控制系统水平高。
这些控制系统包括转子自动平衡系统、轴承油气润滑与精密控制系统、定转子冷却温度精密控制系统、主轴变形温度补偿精密控制系统等。
并在此基础之上,这些外国厂家如美国、日本、德国、意大利和瑞士等工业发达国家已生产了多种商品化高速机床。
如瑞士米克朗公司,就是世界上著名的精密机床制造商。
它生产的机床配备最高达60000r/min的高速电主轴,可以满足不同的切削要求,所有的电主轴均装有恒温冷却水套对主轴电机和轴承进行冷却,并通过高压油雾对复合陶瓷轴承进行润滑。
所有的电主轴均采用矢量控制技术,可以在低转速时输出大扭矩。
4.2我国电主轴技术的现状及与国外的差距国内从事电主轴研究与生产的企业总体上来说与国外上述公司相比在产品研发以及技术的创新能力上不具有优势,但是具有相对的成本优势。
国外数控机床主轴公司往往只负责主轴的总体设计、技术研发以及零部件装配和测试工作,其余的关键零部件例如:主轴轴承、内装电机、主轴松拉刀机构、动力油缸或气缸、主轴轴承润滑油品等全部实行采购,在产业的分工与合作上具有很强的组织性和互补性,同时由于分工的细致,机床主轴生产商与各附件生产商之间形成了良性的循环,各自针对本专业的关键技术投入人力物力进行科技攻关,由此带动了国外电主轴行业的整体技术进步。
反观国内厂商,各自为战,技术资源分散,除洛阳轴研科技作为原来国家轴承行业的技术归口所拥有一定的综合研发实力外,其他的企业基本上是在模仿国内外同行的产品进行生产,技术实力较弱,创新能力严重不足。
在涉及电主轴轴承润滑、零部件材料选取以及加工工艺、内装式主轴电机、松拉刀接口、主轴轴承润滑油品等方面没有自己独立的知识产权和核心技术,尤其是在电主轴的附件领域如伺服驱动控制器、编码器、动力油缸或气缸、智能传感器等方面表现的更为突出,基本上是国外产品包打天下。
这也是直到目前为止制约国产高档数控机床发展的关键原因所在。
国产电主轴和国外产品相比较,无论是性能、品种和质量都有较大差距,国产电主轴产品和国外的相比较,主要存在以下差距:①国外电主轴低速段的输出扭矩最大可达1000N·m ,而我国目前仅在300N·m以内。
②在高转速方面,国外用于加工中心的电主轴转速已达75000r/min,我国则多在30000r/min以内。
③电主轴的轴承润滑,国外普遍采用油气润滑,而我国仍用油脂润滑。
④其他配套技术也有较大差距,如主轴电机矢量控制、交流伺服控制技术、精确定向技术、快速启动、停止等。
⑤在产品的品种、规格、数量和制造规模等方面,国产电主轴仍然处于小量研发试制阶段,没有形成系列化、专业化,远不能满足国内数控机床和加工中心发展的需求。
欧美公司在关键部件的研发上具有很强的前瞻性和创新能力,国际上涉及电主轴的比如编码器系统、刀具接口、电机工作制等的国际标准和产品都是欧美相关企业制定和生产的,这是他们最具有优势的地方。
(1)在电主轴的低速大转矩方面,国外产品低速段的输出转矩可以达到300N·m以上,有的更是高达600多N·m(如德国的CYTEC),而国内目前则多在100N·m 以内。
(2)在高速方面,国外用于加工中心电主轴的转速已经达到75000r/min(意大利CAMFIOR),而我国则多在20000r/min以下。
其它用途的电主轴,国外已经达到了250000r/min(英国WestWind公司D1733),而我国电主轴的最高转速为150000r/min。
(3)在电主轴的润滑方面,国外高速电主轴轴承已经普遍采用先进的油气润滑技术,而我国则仍然以油脂润滑和油雾润滑为主。
(4)在电主轴的支承技术方面,国外已经有动、静压液(气)浮轴承电主轴(瑞士IBAG等)、磁浮轴承电主轴(瑞士IBAG)的成熟商品,在我国则仍然处于科学研究或小批量试制之中。
(5)在其它与电主轴相关配套技术方面,如电主轴内装电机闭环矢量控制技术、交流伺服技术、停机角向准确定位(准停)技术、C轴传动技术、快速启动与停止技术、HSK刀柄制造与应用技术、主轴智能监控技术等,国内仍然不够成熟,或不能满足实际应用需要。
参考文献:【1】蔡厚道,杨家兴数控机床构造[M]·北京理工大学出版社, 2010, 56-59 【2】熊万里,等·高速大功率精密电主轴中的关键技术[M]·组合机床与自动化加工技术, 2002 (5): 20【3】中国机床工具工业协会数控系统分会.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场,2001(5):13-17.【4】孟宪源.现代机构手册[M].北京:机械工业出版社。