高速电主轴
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。
高精高速高效的机床功能部件——电主轴
结构紧凑 、安装方便等优点。
电主 轴 的具 体 优 势体 现 在 以下 几点 ：
使用不同精度级别的夹具 ，机床不但可以进行粗加
工 ，也 可 以进 行精 加 工 。
（ ）电主轴是 高精 主轴技术和高速 电动机的 １
结 合 体 ，使 机 床 省 去 了 齿 轮 和 皮 带 等 机 械 传 动 环
的角加 （ ）速度 ，以实现主轴的瞬时升降速与准 减
确起 停 的 功 能 。
平。
高速加 工机床的厂家和关键零部件如高速电主轴和
高 速 数 控 系统 的 厂 家 ，且 均 已具 备 一 定 的 基 础 和 实 力。但针对 这一领域 的技 术特点和 发展现 状 ，
需要国家相关主管部 门出台相关的鼓励政策，进行 引导 ，只有这样 ，中国高速加工机床发展的瓶颈才 能被逐一快速解决 ，才能更快更好的服务于国内汽 车 、航空航天、模具等产业 ，提升这些产业的全球 竞争力。 ＭＷ （ 收稿 日期 ：２ １０ １ ） ０ １８ ９
节 ，使 机 床布 局 更 为 紧凑 合 理 ，同时 机 床 的噪 声可
以大 大 降低 。
（ ） 电主 轴 采 用 高精 度 （４ ）的 角接 触 球 ２ Ｐ级 轴 承 ，使 电主 轴 的 输 出 精 度 最 高 达 到０５ ｌ ．～ ｍ， Ｐ 常规 电主 轴 要 求 主 轴 的 径 向 圆 跳 动 小 于 ５Ｐｍ ，轴 向 窜 动 小 于 ２ ｍ。在 实 际生 产 中 ，根 据 工 况 选 择
的 高 速 电主 轴 相 对 国 内其 他厂 家 ，具 有转 速 高 、 回 转精 度高 、振 动 小 、温 升 小 、输 出扭 力大 ，从 而 得 到很 高 的 加 工效 率 和 加 工精 度 及 表 面加 工 质量 ，达 到 了 国外 同 类 产 品水 平 。另外 ，由于 其健 全 的 研 发 设 计 及验 证 体 系 、高 精 度 的制 造 能 力 成 熟 的 品质 控 制体 系 ，产 品 可 靠性 及 寿 命远 高 于 国 内 同类 产 品 水
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。
电主轴装配工序和关键技术浅述
电主轴装配工序和关键技术浅述高速数控机床设计制造中，高速主轴最为关键。
近两年我公司与德国某研究机构联合设计了HTC40100zy车削中心，其主轴箱就是内置式电主轴。
一、高速电主轴的结构高速电主轴的典型结构：主轴有前后两套滚珠轴承来支承。
电主轴的转子用过盈配合的方法安装在主轴上，处于前后轴承之间，由过盈配合产生的摩擦力来实现大扭矩的传递。
在主轴上取消了一切形式的键连接和螺纹联接（这种设计主要是为了容易使主轴运转部分达到精确的动平衡），电动机的定子通过一个冷却套固装在电主轴箱体中。
HTC40100zy车削中心的电主轴即采用上述典型结构，将主电机置于主轴前后轴承之间，床头箱和主轴为我厂自制，电机为西门子的1FE1145-8WS31同步内置电动机，其中，定子常温下装在床头箱里，转子热装在主轴上。
主轴前后轴承分别为FAG B71932C.T.P4S（160×220×28）和FAG B71928C.2RSD.T.P4S （140×190×24），装在前后轴承座里，并采用适合高速主轴的弹簧预紧结构。
圆光栅采用HEIDENHAIN ERA180，冷却机为上海哈伯HWT-2RPSA。
前后轴承安装在前后轴承座里。
二、电主轴装配工艺的关键技术及工艺方案的确定1.装配工艺方案2.电主轴主要装配工序分析2.1装配前的准备由于电主轴床头箱装配后，拆装非常困难，因此装配前必须确保零件符合图纸要求。
装配过程如下：清点零件，收集所需工装，清洗零件，按图纸对零件进行检测。
2.2复检精度为确保床头箱体装配后的各项精度，装配前对床头箱及主轴精度进行复检、弹簧安装孔深度及预紧弹簧长度一致性的检测。
2.2.1复检床头箱精度取下前后轴承座，重新安装，送计量室上三坐标复检轴承安装孔精度，按检测结果和轴承外环与箱体孔的间隙修复箱体轴承孔。
2.2.2 弹簧安装孔深度及预紧弹簧长度一致性的检测前后外环隔套上的弹簧安装孔深度一致性要求均在0.04 mm以内；弹簧（φ10Xφ2X18，德国进口）自然状态下长度一致性要求均在0.01 mm以内。
高速电主轴的内部结构说明
高速电主轴的内部结构说明高速主轴单元主要有高速电主轴，气动主轴和水动主轴。
其中高速电主轴最为常见，高速电主轴单元是高速加工机场中最为关键的部件之一。
目前大多数电主轴结构都是把加工主轴与电机转轴做成一体，以实现零传动。
同时电机外壳带有冷却系统，高速电主轴主要有带冷却系统的壳体，定子、转子、轴承等部分组成，工作时通过改变电流的频率来实现增减速度。
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。
（1）转轴是高速电主轴的主要回转体。
他的制造精度直接影响电主轴的最终精度。
成品转轴的形位公差尺寸精度要求很高，转轴高速运转时，由偏心质量引起震动，严重影响其动态性能，必须对转轴进行严格动平衡测试。
部分安装在转轴上的零件也应随转轴一起进行动平衡测试。
（2）高速电主轴的核心支撑部件是高速精密轴承。
因为电主轴的最高转速取决于轴承的功能、大小、布置和润滑方法，所以这种轴承必须具有高速性能好、动负荷承载能力高、润滑性能好、发热量小等优点。
近年来，相继开发了动静压轴承、陶瓷轴承、磁浮轴承。
动静压轴承具有很高的刚度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工质量、延长寿命，降低加工成本；而且这种寿命为半无限长。
磁浮主轴的高速性能好、精度高、容易实现诊断和在线监控。
但这种主轴由于电磁测控系统复杂，价格十分昂贵，而且长期居高不下，至今未能得到广泛应用。
目前市场上应用最广泛的就是陶瓷轴承，一般的角接触陶瓷轴承内外圈都是钢圈，滚动体是陶瓷材料。
陶瓷具有密度小，刚度好，热膨胀系数小等优点。
而且在理论计算和接触疲劳试验和压碎试验表明，混合式陶瓷轴承首先失效的是钢圈而不是陶瓷球。
由于前面三种轴承理论寿命均为无穷大，特别是磁悬浮轴承还具有自动调节偏心等优点，在未来超高速机床市场上，随着技术的发展，磁悬浮轴承应是发展方向。
而在一般的高速加工机床中，混合式陶瓷轴承或纯陶瓷轴承也将具有广泛的使用场合。
（3）润滑系统采用良好的润滑系统对高速电主轴性能有着重要的影响。
一款机床用高速主轴的设计
SQ 60 uV
（5）
式中 ：S 为冷却截面积，mm ；Q 为流量，L/min ；V 为流速，
m/s。
流速 V 的选择可根据经验进行选取。压力水管一般设计
流速为 0.5m/s~3m/s（水压≤ 1000kPa），推荐取值 2m/s；负压
水管（吸程）一般设计流速为 0.5m/s~1.5m/s（水温≤ 50℃），
推荐取值 1.2m/s ；压力油管一般设计流速为 3m/s~8m/s（黏
度≤ 40Cst），推荐值 4m/s；负压油管（吸程）一般设计流速
为 0.5m/s~1m/s，推荐值 0.8m/s。
综上所述，主轴设计中的润滑和冷却需求包括选择轴承
润滑方式、计算主轴发热量、合理选择冷却功率及流量并根
据冷却截面积设计合适的冷却结构。
现主轴冷凝现象，设定温度一般为室温 +1℃。
表 4 轴承极限转速系数
轴承预载
轴承布置形式
L
M
H
大轴承跨距
系数fT
0.85
0.75
0.5
0.8
0.7
0.5
0.75
0.65
0.45
小轴承跨距
0.75
0.6
0.35
0.65
0.5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.3
0.65
0.5
0.3
0.72
0.57
0.37
0.54
0.4
0.37
注：L、M、H表示轴承的预载情况，L为轻预载，M为中预载，H为高预 载。
中国新技术新产品 2023 NO.12（下）
工业技术
一款机床用高速主轴的设计
杨小娟 邱 岩 于雯秋 （沈阳机床股份有限公司，辽宁 沈阳 110000）
控机床高速电主轴结构设计及性能探讨
控机床高速电主轴结构设计及性能探讨摘要：在当代数字化控制机床生产过程中，产品的加工速度正在显著提高。
与此同时，生产时效、产品质量、产品精准度都有一定程度的提高。
高速电主轴是达成高速加工的根本条件，因此，高速电主轴的结构设计工作的高质量完成对于数字化控制机床生产来说具有一定的推进作用，本篇文章对此展开论述。
关键词：数字化控制机床；高速电主轴；结构设计；功能与性质引言：当今，数字化控制机床已经成为工业制造中不可缺少的一部分，高速切削作为是近年来新兴技术之一，其中最主要的部分就是高速电主轴。
因此，深入探究高速电主轴的结构是目前最首要的任务。
一、高速加工技术和高速电主轴的优点（一）高速切削技术的优点高速切削技术作为高速加工过程中的核心技术，与普通切削技术相比较而言，高速切削技术的优点如下：1.对于刚性较差的产品加工时效更快在进行高速切削时，当切削速度增加到某一特定数值时，切削力度总体可降低三分之一左右。
其中，尤其是径向切削力，它的下降幅度更为显著。
由此一来，在进行刚性产品加工时，加工速度和质量将会有所提升。
2.可防止一些产品受热发生形变高速切削技术在使用过程中，切削所生成的热能会快速被清除。
由此一来，这部分热量不会被传送到切削工具上，可以保障待切产品长时间保持冷却状态。
因此，此项技术有效提高了在对一些容易受热发生形变的产品进行切削时的精准度。
3.工作稳定性较高切削技术在运作过程中，机床会产生较快的实际振动频率，与普通切削技术相比较而言，新型高速切削技术没有固定的振动频率波动范围，这一特点可以有效降低机床的振动频率，从而保证机床工作的稳定性，运用此项技术生产出来的零件质量将会大幅度提升。
（二）高速电主轴的优点1.功率较大，转速较高就现有技术水平而言，独立实现高速电主轴大功率运转或高转速运转早就不再是技术难题。
然而，要想达成大功率运转，还要求高转速，这就需要很高的技术水准。
此项技术的创新、完善受到了全球相关公司的高度关注。
电主轴设计一些要点
2. 电主轴的关键技术
2.5主轴电机技术
主轴电机的性能决定了主轴的最大功率和力矩，以及电主轴的性能。合理选择电机类型，设计电机的电磁参 数，使电机单位体积下的功率密度更高、体积和转动惯量相对更小具有重要意义。
电主轴的电动机多采用交流异步感应电动机（制造工艺相对成熟、结构简单、易于实现驱动系统高速化，但 缺点是低速性能不好、转子发热严重、温度对转子参数影响大、很难实现精密控制）。
随着永磁电机性能的不断增强，越来越多的电主轴采用交流永磁同步电机。与采用异步电动机的电主轴相比， 同步电主轴的优点主要表现在：转子原则上不发热，减少了电主轴的热变形；转子无损耗，电主轴的功率密度进 一步增大，工作效率高；转动惯量小，易于快速启动和准停；低速性能好，易于实现精密控制。
2. 电主轴的关键技术
油雾润滑的主要缺点是：供油量不能精确控制，回收困难，油耗比较高，多余的油雾混合压缩空气会排放入 工作环境中造成污染环境，损害工人健康。油雾润滑由于有以上缺点，在国外专业电主轴公司已不向用户提供油 雾润滑装置，将被其它新型润滑方式逐渐替代。
2. 电主轴的关键技术
2. 电主轴的关键技术
2.4冷却技术
2. 电主轴的关键技术
2.1高速精密轴承技术
（2）磁悬浮轴承 根据悬浮力是否可以主动控制，磁悬浮轴承可划分为两种
类型：被动型磁悬浮轴承主要利用磁性材料之间固有的斥力或 吸力来实现转轴的悬浮，结构简单，功率损耗少，但阻尼与刚 度也相对较小，通常在负载较小，对位移控制精度要求不高的 场合采用被动型磁悬浮轴承。主动型磁悬浮轴承主要是通过主 动控制定、转子之间的磁场力来实现转轴的稳定悬浮，其工作 原理为：控制器根据转轴的位移信号来实时控制定子电磁铁中 电流的大小与方向，使转轴稳定悬浮于某一位置。
36000转高速电机 电主轴定制 天一精密
37000转高速电机电主轴定制天一精密
高速电主轴性能应掌握哪些技术
随着应用领域的扩大，人们对电主轴提出了更高的要求,只有不断提高电主轴生产企业的性能，电主轴行业才能继续向前发展。
要想提高主轴的性能，就必须掌握关键技术。
今天，天一精密将向大家介绍这些技术。
目前，高速电主轴已在数控钻铣设备、精密雕刻、雕刻和铣削、木工机械等行业发挥了巨大作用。
虽然电主轴在现阶段完全能满足这些行业的需要，但如果电主轴的性能不提高，经过一段时间就会被淘汰。
因此，目前业界十分重视提高设备的性能，同时也在对一些关键技术进行深入的研究。
包括：高性能内置电机设计技术；电机制造技术；高速电主轴损耗和温升抑制技术；电机弱磁调速技术；大功率高速闭环矢量控制技术；高精度定位控制技术；高速轴承及其润滑、散热、冷却技术；装配工艺研究；高速精密轴系转子动力学分析技术；在线测试技术和动平衡技术；轴承预紧力控制技术。
只有掌握这些关键技术，电主轴的性能才能不断提高，这些技术一直是天一精密的研究方向。
天一精密将继续加强研究，不断提高产品性能，努力为广大客户带来更高质量、更高效的高速电主轴。
电主轴的工作原理
电主轴的工作原理电主轴是一种用于机床加工的关键部件，它能够实现高速旋转，并提供必要的切削力和转矩。
本文将详细介绍电主轴的工作原理，包括结构组成、工作过程和性能特点等方面。
一、电主轴的结构组成电主轴主要由机电、轴承、主轴、冷却系统和传感器等组成。
1. 机电：电主轴通常采用交流机电或者直流机电，其功率大小取决于加工需求。
机电通过提供旋转力矩来驱动主轴进行高速旋转。
2. 轴承：轴承用于支撑和定位主轴，保证其稳定运转。
常见的轴承类型有滚动轴承和滑动轴承，可根据加工需求选择合适的轴承。
3. 主轴：主轴是电主轴的核心部件，负责承载切削工具和传递切削力。
主轴通常由高强度合金钢制成，具有良好的刚性和耐磨性。
4. 冷却系统：电主轴在高速旋转过程中会产生大量热量，为了避免过热对加工质量的影响，需要配备冷却系统，通过循环冷却液来控制温度。
5. 传感器：传感器用于监测电主轴的转速、温度和振动等参数，以确保其正常运行并及时发现异常情况。
二、电主轴的工作过程电主轴的工作过程可以分为启动阶段、稳定运行阶段和住手阶段。
1. 启动阶段：当电主轴启动时，机电会提供足够的起动力矩，使主轴开始旋转。
同时，冷却系统开始工作，确保主轴的温度在安全范围内。
2. 稳定运行阶段：一旦电主轴达到设定的转速，进入稳定运行阶段。
此时，机电通过恒定的电流供应持续提供驱动力矩，主轴保持稳定的旋转速度。
3. 住手阶段：当加工任务完成或者需要住手电主轴时，机电会逐渐减小电流供应，使主轴逐渐减速住手。
冷却系统继续工作，将主轴冷却至安全温度。
三、电主轴的性能特点1. 高速旋转：电主轴能够实现高速旋转，提供足够的切削速度和切削力，适合于高效率的加工需求。
2. 高精度：电主轴采用精密轴承和优质材料制成，具有较低的振动和轴向偏移，可保证加工精度。
3. 高刚性：主轴采用高强度合金钢制成，具有良好的刚性和抗变形能力，可承受较大的切削力和转矩。
4. 自动监测：电主轴配备传感器，能够实时监测转速、温度和振动等参数，及时发现异常情况并采取相应措施。
高速电主轴解析
谢谢！！
电主轴的电动机技术
• 电主轴将机床主轴与电机合二为一，形成内装式主轴驱动 系统，是机床的核心关键部件之一
高速精密轴承技术
滚动轴承
主要支承类型
磁悬浮轴承
动静压轴承
滚动轴承
（１）传统钢制球轴承 高速运转时将产生巨
大的离心力和陀螺力矩， 使得滚动体与轴承外圈的 接触应力急剧增大，使得 摩擦与温升增加，导致轴 承的运转条件变差，因而 钢制球轴承应用于电主轴 受到了一定限制。
（２）氮化硅陶瓷球轴承
具有转速高、温升低、 等优良特性，可弥补钢制 球轴承的不足，显著提高 电主轴的转速、刚度和寿 命。
磁悬浮轴承
（1）机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等； （2）可控轴承，转子位置能够自律，主轴刚度和阻尼可调； （3）价格昂贵，控制系统复杂，发热问题不易解决；
磁悬浮轴承原理图
动静压轴承
动静压轴承是能在流体静力润滑状态下，又能 在流体动力润滑状态下工作的滑动轴承
动压轴承
静压轴承
热态性能和动态性能的设定
电主轴的润滑
脂润滑
一次性永久润滑
润
滑
的
主
油－雾润滑
具有润滑和冷却
要
双重作用
类
型
油－气润滑
精确润滑、润 滑油利用率高、 轴承发热量小、 无环境污染
油－气润滑设计
高速电主轴及其结构
周李念 20122449 机自实验04班
高速电主轴概述
定义
机床主轴由内装式电动机直 接驱动，从而把机床主传动链 的长度缩短为零，实现了机床 的“零传动”，这种主轴电动 机与机床主轴“合二为一”的 传动结构形式，使主轴部件从 机床的传动系统和整体结构中 相对独立出来的电主轴单元， 俗称为“电主轴”。
如何解决高速电主轴散热问题？高速电主轴的冷却方式
如何解决高速电主轴散热问题？高速电主轴的冷却方式电主轴电机在高速运转的过程中，内部产生功率损耗(包括机械损耗、电损耗等)，从而使电机发热。
由于电主轴电机装在主轴单元壳体内，所以主轴电机不能直接采用风扇散热，自然散热条件也比较差。
调查结果表明，电动机在高速旋转时，电动机转子的工作温度达140～160℃，定子的温度也在45～85℃。
电动机产生的热量会直接传递给主轴，引起主轴机械效率下降、主轴精度丧失，主轴轴承也将受到损坏，严重影响主轴寿命，因此，对主轴进行主动冷却是非常重要的。
电主轴冷却的目的是保持主轴温度恒定，且其温度与主轴转速无关，因而可以避免主轴前端伸长并且保护主轴轴承，从而保证主轴的精度不受电动机发热的影响；电动机冷却主要在于电机定子的冷却，只要将定子的温度控制在较低的范围之内，就能将电机的温度加以控制。
对于电主轴的整体冷却，我们通常采用的两种方法：液体冷却和空气强制冷却。
1.液体冷却液体冷却是指在电主轴的内部设计冷却水循环，在外部配备相应的冷却机，使冷却液体在主轴内部循环带走内部热量。
这种冷却方式的优点设计简单可靠，冷却效果较为明显，缺点是对主轴轴芯的冷却效果比较差，冷却机的成本比较高。
2.空气强制冷却空气强制冷却是指在电主轴的壳体与电机定子之间设计一个强制对流的通道，电机的发热量通过热传导进入到强制对流区，最后把热量带入空气中，实现电主轴的恒温工作。
空气强制冷却具有无污染的特点。
如果使用静压气体轴承，可以利用静压气体轴承的气体在主轴内部循环带走一部分电机的热量。
对电主轴进行冷却散热很有必要，尤其是进入高温天气内，如果在应用过程中发现电主轴出现过热情况，这时就要考虑是不是要采取散热措施了，不要让电主轴过热情况下运转，进而影响使用寿命。
浅述sycotec高速电主轴常见故障及维修方法
浅述sycotec高速电主轴常见故障及维修方
法
Sycotec高速电主轴在使用过程中可能会遇到一些常见故障，包括：
1. 主轴振动：主轴振动可能会导致加工精度下降，甚至导致刀具折断。
主要原因可能是主轴振动系统受激振荡，处理方法是检查主轴阻尼系统的调节，确保系统能够正确地抑制振动。
2. 主轴温度过高：主轴温度过高可能会导致主轴内部部件损坏，也会降低主轴的寿命。
处理方法是确保主轴冷却系统正常运转，清洗主轴内部冷却管路，及时更换主轴轴承和密封件。
3. 主轴噪音过大：主轴噪音过大可能会影响加工效率，还可能会损坏主轴关键部件。
处理方法是检查主轴轴承磨损情况，更换损坏的轴承，确保主轴旋转平稳。
4. 主轴漏油：主轴漏油可能会导致主轴密封件失效，影响主轴的稳定性。
处理方法是重新安装主轴密封件，确保主轴内部油液正常运转，并检查主轴内部冷却系统的情况。
以上是Sycotec高速电主轴常见故障及维修方法的浅述，使用过程中需要定期对主轴进行维护和保养，确保其长期稳定运行。
数控机席高速电主轴技术及应用
紧方 式 以及 刀 具动 平 衡 等 。 在 高 速 主 轴 单 元 中 ， 由于 机 床 既 要 完 成 粗 加 工 ，又要 完 成 精 加 工 ， 因此 对 主 轴 单 元 提 出 了较 高 的静 刚度 和 工作
精 度 的 要 求 。 另外 ，高 速 机 床 主 轴 单 元 的动 态 特 性 也 在 很 大程 度 上 决 定 了机 床 的 加 质 量 和切 削能 力 。 当切 削 过 程 现 较 大 的振 动 时 ，会 使 刀 具 出 现 剧 烈 的 磨 损 或 破 损 ， 也 会 增 加 主 轴 轴 承 所 承 受 的 动 载 荷 ，降 低 轴 承 的精 度 和 寿 命 ，影 响加 工 精 度 和 表 面 质 量 。 因此 ，主轴 单元 应 具 有 较 好 的抗 振 性 。高 速 运 转 下 ，主 轴 单 元 的振 动 问 题 是 非 常 突 的 ，采 用 电 主轴 是 最 佳 的 选 择 ，这 是 基 于 以 下 几 点 。
数控 机 床 的 迅 速发 展 也 将 成 为 一 句 空 话 。
高 速 电 主 轴 单 元包 括 动 力 源 、主 轴 、轴 承 和 机 架 四个 主要 部 分 ，是 高 速 机 床 的 核 心 部 件 。这 四个 部 分 构 成 一 个 动 力 学 性 能及 稳定 性 良好 的 系 统 ＿．在 很 大 程 度 上决 定 了 ５ ］ 机 床 所 能 达 到 的 切 削 速 度 、加 工 精 度 和 应 用 范 围 。高 速 电 主 轴 单 元 的 性 能 取 决 于 主 轴 的 设 计 方 法 、材 料 、结 构 、轴 承 、润 滑 冷 却 、动 平 衡 、噪 声 等 多 项 相 关 技 术 ，其 中一 些
主轴 技 术 包 括 主 轴 机 械 体 、高 速 主 轴 轴 承 、无 外 壳 主轴 电
高速电主轴
油－气润滑设计
供油部分
供气部分
油气混 合部分
油气分 配部分
原理图
电主轴的冷却
电主轴两个主要的内部热源：内装式电动机的损耗 发热、轴承摩擦发热 冷却系统：针对定转子和轴承的发 热
温升的影响 （1）主轴、工件热变形； （2）导致永磁体的永久退 磁, 直接影响电机性能；
电主轴的动平衡技术
• 动平衡的稳定性决定了机床的加工质量和切削能力。 • 振动过大会出现剧烈的磨耗和破损, 增加主轴承载的动态 负荷, 降低寿命和精度。
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电主轴关键技术
电主轴的要求
转轴是高速电主轴的主要零件之一， 转轴的材料一般 是经过轧制或锻造经切削加工的碳素钢或合金钢
• 要求： • (1) 耐腐蚀性和耐高温性的材料； • (2) 在结构上要受力合理、尽量避免或减少应力集中现象； • (3) 足够的强度（静强度和疲劳强度）和刚度；
• (4) 高速时的振动稳定性及良好的加工工艺性，保证精度要求；
电主轴
结构原理图
1.前轴承 2.定子 3.冷却水套 4.壳体 5.出水管 6.进气管 7.主轴 8.转子 9.进水管 10.后轴承
高速电主轴的优点
(1) 电主轴由内装式电动机直接驱动，省去了皮带、齿轮联 轴节等中间变速和传动装置，具有结构简单紧凑、效率高、 噪声低、振动小和精度高等特点。 （2）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。 （3）电主轴更易于实现高速化，其动态精度和稳定性更好。 （4）由于没有中间传动环节，电主轴工作时运行更加平稳， 其精度寿命更长。 （5）实现电机和主轴的一体化、单元化，促进了机床模块 化和其他技术的发展。
（２）氮化硅陶瓷球轴承 具有转速高、温升低、 等优良特性，可弥补钢制 球轴承的不足，显著提高 电主轴的转速、刚度和寿 命。
50000转高速电主轴有哪些型号,输出功率分别是多少？
50000转高速电主轴有哪些型号，输出功率分
别是多少？
有些客户需要5万转的高速电主轴？问我们有哪些型号可以推举。
NAKANISHI高速电主轴以体积小、高转速、高精度著称，5万转高速电
主轴型号有NR50—5100ATC、NR50—5100ATC—RS、NR—2551以及
HES510系列的高速电主轴都符合。
这几个型号的5万转高速电主轴适用于不同的加工领域，如
NR50—5100ATC和NR50—5100ATC—RS重要应用于PCB分板机领域，输
出功率350W，直径50mm，转速5万转，目前重要用于PCB板的高精紧
密割、钻孔使用。
另外一款NR—2551中西高速电主轴直径25mm，转速最高可达5万转，输出功率实在看配哪款掌控器，配E2000掌控器的话功率就是200W、配E3000掌控器功率就是350W，一般加装在小型精密数控车床、如走心机、排刀机、斜边机或非标自动化设备上进行钻孔、铣削、倒角去毛刺
加工。
5万转高速电主轴HES510系列也是中西高速电主轴常用型号，转
速高达5万转可调整，输出功率340W，重要用于CNC加工中心，用来提高CNC加工中心增速，有BT30、BT40、BT50、HSKA63、HSKA100、ST32
这几种刀柄都可以供给，安装简单便利，只需套装CNC机床就可以，一
般用来钻微孔、高精密铣削、雕刻，倒角高光等。
Nakanishi中西小型的30mm直径以下的高速电主轴输出功率不会
很大，假如需要大功率的高速电主轴，可以选择E4000系列，输出功率1200W，最高转速可达40000转/min，特别适用于钢件等硬质金属材料
或非金属材料加工。
是目前机器人领域的常用主轴。
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2023年高速电主轴行业市场前景分析
2023年高速电主轴行业市场前景分析随着制造业的快速发展，高速电主轴已成为制造业中不可或缺的重要设备。
高速电主轴在机械、汽车、摩托车、轴承、航空航天、医疗器械等领域广泛应用。
由于高速电主轴具有高精度、高效率、高刚性、低噪声等特点，因此在市场上广受欢迎。
本文将分析高速电主轴市场前景。
一、市场需求高速电主轴广泛应用于各行各业，对于其性能和稳定性有着较高的要求。
近年来，自动化、智能化生产模式的普及，也需要更为高效稳定的生产设备。
高速电主轴正是符合这一需求的好产品，越来越多的企业开始使用高速电主轴作为生产设备。
未来，随着制造业的进一步发展，对高速电主轴的需求会进一步增加。
二、市场份额国内高速电主轴企业数量众多，例如浙江华腾、苏州工业园区伟尔、广州双威、深圳华联等企业。
其中，浙江华腾高速电主轴为目前国内市场占有率较高的一个品牌。
此外，国外品牌主要集中在瑞士、德国等欧洲国家和美国、日本等亚洲发达国家。
这些国外品牌主要是以高端市场为主，价格相对较高，但质量也得到了广大用户的认可。
未来，国内高速电主轴企业需要不断提高产品质量和技术水平，扩大市场份额。
三、技术创新高速电主轴的技术含量较高，需要在精度、稳定性、寿命等多个方面进行技术创新。
目前，高速电主轴的自动化、智能化程度较低，需要进一步提高。
未来，随着人工智能、机器学习等技术的普及，高速电主轴的自动化、智能化程度将进一步提高。
各企业需要密切关注技术发展动态，不断进行技术创新。
四、市场竞争随着市场需求的增加，高速电主轴企业数量也在不断增加。
市场竞争越来越激烈。
在这样的竞争环境下，企业需要不断提高产品质量和技术水平，降低成本，提高效率，满足用户需求，才能在市场上立足。
总之，高速电主轴市场前景广阔，随着制造业的快速发展，对高速电主轴的需求会进一步增加。
各企业需要密切关注市场动态，不断进行技术创新，提高产品质量和技术水平，降低成本，扩大市场份额，以满足用户需求。
高速主轴电机的三种控制方式详解
高速主轴电机的三种掌控方式详解
在数控机床中，高速电主轴通常采纳变频调速方法，目前重要有一般变频驱动和掌控、矢量掌控驱动器的驱动和掌控以及直接转矩掌控三种掌控方式，那么，这三种掌控方式有哪些不同呢？
一般变频为标量驱动和掌控，其驱动掌控特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。
一般变频掌控的动态性能不够理想，在低速时掌控性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备C轴功能。
但价格便宜、结构简单，一般用于磨床和一般的高速铣床等。
矢量掌控技术仿照直流电动机的掌控，以转子磁场定向，用矢量变换的方法来实现驱动和掌控，具有良好的动态性能。
矢量掌控驱动器在刚启动时具有很大的转矩值，加之电主轴本身结构简单，惯性很小，故启动加速度大，可以实现启动后瞬时达到允许速度。
这种驱动器又有开环和闭环两种，后者可以实现位置和速度的反馈，不仅具有更好的动态性能，还可以实现C轴功能；而前者动态性能稍差，也不具备C轴功能，但价格较为便宜。
直接转矩掌控是继矢量掌控技术之后进展起来的又一种新型的高性能交流调速技术，其掌控思想新奇，系统结构简洁明白，更适合于高速电主轴的驱动，更能充足高速电主轴高转速、宽调速范围、高速瞬间准停的动态特性和静态特性的要求，已成为交流传动领域的一个热点技术。
通过对比可以看出，直接转矩掌控这一掌控方式更适合电主轴的驱动，设计的电主轴直接转矩掌控系统具有良好的动静态特性，将直接转矩掌控方法应用于电主轴驱动掌控系统是可行的，较适应高速数控机床驱动掌控系统的快速响应要求。
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高速电主轴系统崔佳1301015204（沈阳理工大学沈阳 110159）摘要：高速主轴系统的动力、转动、变速、支承、润滑、冷却、密封及刀具装夹等关键技术进行了研究，其中大功率零传动系统、交流变频调速、陶瓷轴承、油气润滑和气幕式密封等技术既吸收了国外的先进思想，又结合了我国的具体国情，据专家鉴定，其先进性和实用性都很突出，达到了国内领先水平。
高速切削技术不仅能提高生产效率，更重要的是能使加工质量明显提高，这是传统切削工所达不到的。
关键词：高速切削主轴机床About High-speed motorized spindleCuijia 1301015204（Shenyang University of Technology，Shenyang 110159）Abstract ：High-speed spindle system of power, rotation speed, bearing, lubrication, cooling, sealing and cutting tool clamping key technology are studied, such as the high power zero transmission system, ac frequency conversion speed adjustment, ceramic bearing, oil and gas lubrication and episodic sealing technology such as absorbing the foreign advanced thoughts, and combined with China's specific national conditions, according to expert appraisal, its advancement and practicality are all very outstanding, reached the leading domestic level. Ultra high speed cutting technology can not only improve the production efficiency, more important is can make machining quality improved obviously, this is a traditional cutting workers.Key words：High-speed cutting Principal axis Machine tool0 前言用提高加工速度的方法来提高生产率一直是制造技术领域十分关注并为之不懈奋斗的重要目标。
高速加工就是近年来发展起来的一种集高效、优质和低耗于一身的先进制造工艺技术。
高速加工技术是指采用超硬材料刀具磨具和能可靠的实现高速运动的高精度、高自动化、高柔性的制造设备，以大幅度地提高切削速度来达到提高材料切除率、加工精度和加工质量的现代制造加工技术。
高速主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四个主要部分，是高速机床的核心部件。
这四个部分构成一个动力学性能及稳定性良好的系统，在很大程度上决定了机床所能达到的切削速度、加工精度和应用范围。
高速主轴单元的性能取决于主轴的设计方法、材料、结构、轴承、润滑冷却、动平衡、噪声等多项相关技术，其中一些技术又是相互制约的，包括高速和高刚度的矛盾、高速和大转矩的矛盾等。
从目前发展现状来看，主轴单元形成独立的单元而成为功能部件以方便地配置到多种加工中心及高速机床上，而且越来越多地采用电主轴类型。
电主轴的关键技术包括高速主轴轴承、无外壳主轴电机及其控制模块、润滑冷却系统、主轴刀柄接口和刀具夹紧方式以及刀具动平衡等。
高速大功率主轴单元的基本方案是采用集成内装式电主轴，这种结构基本上取消了带传动和齿轮传动等中间传动环节，其主轴由内装式电机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零。
1 高速电主轴单元1.1高速电主轴电主轴是将电机直接放在主轴前后轴承之间使之成为一体的主轴形式，它较好解决了传统机床主轴通过皮带、齿轮或通过联轴节直连等传动所存在的振动、发热大和惯量大而导致的角加(减)速度低的问题。
支承件的结构形式和精度是影响主轴精度、刚度及机械效率等的主要因素。
超高速主轴主要有以下几种形式的轴承：空气轴承、静动压轴承、磁浮轴承及滚动轴承。
空气静压轴承所能承受的切削载荷较小、过载能力较差，多用于高速、轻载和超精密的场合。
动静压混合轴承采用流体动力及静力相结合的方法．使主轴在油膜支撑中旋转。
这种轴承径向和轴向跳动精度高、刚度好、阻尼特性好、轴承寿命高。
美国Ingersoll公司已将采用动静压混合轴承的电主轴商品化。
磁悬浮轴承是用电磁力将主轴无机械接触地悬浮起来的新型轴承，它无磨损、不需润滑、精度高、易实现实时诊断和再线监控，是未来超高速主轴轴承的一种选择。
目前这种轴承价格昂贵，且还有一些技术上的问题，如冷却要求高，轴承耗能、发热较大、过载后会烧坏主轴等。
目前有瑞士IBAG、德国GMN、日本Seiko Seiki曲等公司提供这种类型的电主轴。
采用硬度高、耐磨性好、密度小的陶瓷材料做滚珠，内外滚道采用钢制并进行涂层或表面处理的混合陶瓷轴承是目前使用最广泛且经济的轴承、它具有高速、高刚度、温升低及寿命长的特点，随着技术发展，纯陶瓷轴承将进一步提高滚动轴承的使用性能。
超高速切削机床的电主轴一般要求从静止到最高转速1—2秒，加速度1g甚至更高，这些参数要求主轴控制器具有极高的动态品质、精度、可靠性及可维护性。
采用矢量控制的PWM交流变频系统是这种控制的最佳选择。
主轴驱动电机在将电能转化为机械能的同时，也有一部分转化为热能。
在超高速主轴系统中，多将电机与主轴合二为一．故这部分热量不易散发．所以必须对电机冷却。
冷却多采用含添加剂的冷却水在一定的管路中循环，兼顾电机及支承的冷却。
主轴支承润滑一般有：油脂润滑、油雾润滑、喷油润滑、油气润滑。
油脂润滑为一次性永久润滑。
不需复杂的润滑装置和管路．维修简便．但允许的最高速度较低，一般dm ·n<1．2×103m／min；油雾润滑会污染环境，一般较少采用；喷油润滑是将油柬以较大速度射在轴承内圈和保持架之间，通过回油装置迅速将加热后的润滑油带出去，这种方式需对润滑油进行喷油、回油、过滤、冷却等操作，装置的投资成本昂贵，但其dm·n可达2．7-3．0×106m／min；油气润滑是将油滴定时注射到一个管路中并由气流将它沿管壁带到轴承处，使轴承各部分都得到适量的润滑，油滴量和气流压力通过轴承的温度传感器信号自动加以调节，采用油气润滑后，轴承dm·n比油脂润滑提高30％-50％。
1.2 快速进给系统与高速电主轴相适应的是快速进给系统。
目前用于高速切削的进给系统的驱动装置主要有两种形式：改进的滚珠丝杠驱动装置与直线电机。
改进的滚珠丝杠驱动装置所能达到的加速度为0．5— 1g，定位精度20—25m，为提高加速度其采用的措施主要有提高滚珠丝杠刚度、选用大额定扭矩的伺服电机等。
当加速度超过1g后，直线电机是唯一的选择，直线电机是无接触直接驱动，没有滚珠丝杠的反向间隙、惯性、摩擦力和刚度不足的缺点。
加速度可达到2．5g以上，定位精度0．5— 0．05m，甚至更高。
直线电机的高加、减速特性，使切削过程稳定，易达到较高的机床轨迹精度，刀具磨损少。
除上述优点外直线电机还存在一些缺点，如发热问题、其磁场对周围灰尘及铁屑的吸附等．但随着直线电机技术的不断发展，这些问题将最终被解决。
目前直线电机已广泛用于超高速机床，如HyperMach的机床采用直线电机后．进给速度最大达60m／min，快移速度100m／min，加速度2g。
1.3高性能的计算机控制系统高速机床的计算机控制系统必须满足高运算速度及精度的要求。
为此控制系统采多用32位CPU、64位CPU。
并采用多CPU形式，以减少伺服循环时间,如Fanuc- 15B32位控制器执行梯形图程序的速度达0．1μs为提高被加工零件的形状及尺寸精度。
高速机床的计算机控制系统普遍采用精简指令集(RISC)系统及GT(Geometric Intelligence)控制等技术．保证系统具有多程序段预读、零轨迹跟踪误差、前馈控制、回冲加速、平滑插补、钟形加减速等功能。
全数字交流伺服驱动系统使伺服控制具有灵敏度高，并可实现变结构控制。
1.4适合高速加工的刀夹系统当主轴转速超过10000r／min后，由于离心力的作用。
传统的采用7：24锥柄的BT型刀夹，由于锥口的扩张，使刀具的连接精度及刚度下降．并出现颤振，同时刀具及夹紧机构的可靠性下降．是主轴的动平衡受到影响。
针对上述问题，出现了新型的刀夹系统。
如德国的HsK系列、美国的KM系列及7／24的改进型。
HSK采用锥度部分和端面同时与主轴面接触的结构，它的锥体部分7／24型短且为薄壁结构，主轴与刀柄的配合精度高，这种刀夹系统具有很高的接触刚度和定位重复精度(定位重复精度可达0．OOlmm)，并且夹紧可靠。
KM系列与Hf 系列类似。
7／24的改进型主要有Kemet公司的ABSK结构及WSU一1、WSU-2结构等。
2高速电主轴的优点和发展2.1 高速电主轴的优点高速电主轴具有结构紧凑，重量轻，惯性小，噪声低，响应快等优点，而且转速高，功率大，简化机床设计，易于主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。
电主轴轴承采用高速轴承技术，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍。
2.2 国外高速电主轴的发展方向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等，其中尤以GMN、IBAG 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。