电主轴系统
什么是电主轴？电主轴和机械主轴优缺点对比
什么是电主轴？电主轴和机械主轴优缺点对比电主轴电主轴是将机床主轴功能与电机功能从结构上融为一体的新型主轴部件，即将高速电机置于主轴部件内部，通过控制系统，使主轴获得所需的工作速度和扭矩，因而也被称为内装式电主轴。
电主轴是一套组件，包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。
而电主轴本身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。
电主轴省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节，实现了机床主轴系统的“零传动”，是数控机床传动系统的重大变革；它克服了传统机械主轴在高速下打滑、振动和噪声大、惯量大等缺点，有效改善了主轴高速情况下的整体性能，具有机械主轴不可替代的优越性。
第一，由于电主轴由内装式电机直接驱动，省去了中间变速和传动装置，具有结构紧凑、重量轻、噪声低、振动小和转动惯量小等特点，可实现很高的速度、加速度及定角度的快速启停，且动态精度和稳定性更好，可满足数控机床进行高速切削和精密加工的需要；由于没有中间传动环节的外力作用，电主轴工作时运行更加平稳，主轴轴承所承受的动负荷较小，延长了其精度寿命；利用交流变频和矢量控制技术，电主轴可在额定转速范围内实现无极变速，以适应机床工作时各种工况和负载变化的需要。
第二，电主轴的电机内藏式结构使其从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，形成一个功能相对完整的“主轴单元”，从而促进了机床结构的模块化。
电主轴厂商根据机床的用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化的产品，供机床制造商选用，改变了传统机床厂商“大而全”的生产模式，缩短了机床的研发和生产周期，更加适应快速多变的市场环境。
此外，标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化的生产能力，从而促进制造成本的降低。
第三，某些高档数控机床，如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和微孔加工机床等，由于加工工艺和加工对象的特殊性，其对主轴的转速、精度以及机床的结构都有特殊要求。
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。
电主轴资料整理
金属切削机床电主轴资料总结报告2016.5目录一、电主轴简介 (3)二、电主轴的性能 (3)1.电主轴的静态特性 (3)2.电主轴的动态特性 (4)三、电主轴的润滑，冷却方式 (4)1.液体冷却 (4)2.空气强制冷却 (5)四、电主轴的振动问题 (5)五、电主轴的支撑方式 (6)六、参考文献 (6)一、电主轴简介电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。
高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。
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，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”。
电主轴的主要特点如下：(1)电主轴系统减少了高精密齿轮等关键零件，消除了齿轮传动误差。
(2)减少了主轴的振动，减小了噪声，提高了主轴的回转精度。
(3)用交流变频调速和矢量控制，输出功率大，调速范围宽，功率一扭矩特性好。
(4)机械结构简单，转动惯量小，快速响应性好，能实现很高的速度和加速度及定角度的快速准停。
二、电主轴的性能1.电主轴的静态特性电主轴的静刚度简称主轴刚度，是机床主轴系统重要的性能指标，它反映主轴单元抵抗静态外载荷的能力，与负荷能力及抗振性密切相关。
主轴单元的弯曲刚度足，定义为使主轴前端产生单位径向位移d时，在位移方向所需施加的力f，轴单元的轴向刚度，定义为使主轴轴向产生单位位移时，在轴向所需施加的力。
一般情况，弯曲刚度远比轴向刚度重要，是衡量主轴单元刚度的重要指标，通常用来代指主轴的刚度。
它与主轴单元的悬伸量、跨距、几何尺寸、主轴材料的物理性能及轴承刚度有关。
2.电主轴的动态特性机床的主轴一轴承系统的动态特性在很大程度上决定了机床的加工质量和切削能力。
当切削过程中出现较大的振动时，会使刀具出现剧烈的磨耗或破损，也会增加主轴轴承和机床导轨承受的动态载荷，从而降低其寿命和精度保持性。
数控机床电主轴系统结构特性分析
作者简 介 ： 温得英 （９ ８ ） 女 ， １７ 一 ， 青海互 助人 ， 讲师 ， 工学学士 ， 主要研究方向为先进制造技 术。
《 装备制造技术）ｏ ２ ２ １ 年第 ２ 期 司的实地考察（ 见图 ２ 现场实物图（ ）（ ）谈谈其 中 ａ 、ｂ ， 几项关键技术 的研究 ， 如主轴单元的冷却技术 、 高速 主轴的动平衡技术 、 主轴支承及其合理 的润滑方式等
图 １ 电 主 轴 结 构 转速 、 高精度 、 高
效率 、 响应快 、 功率等特点 ， 大 还包 括轻便 性 、 紧凑 性、 小振动 、 噪音等一些优点 ， 自动控制系统 可 低 其 以控制数控机床参数如主轴温升及振动等 ，所 以作
为数控机床的主要功能部件 ， 高速电主轴 ， 为更安全 可靠 以及高效的加工技术做 出了应有的贡献 ，也被 更广泛地应用于各种制造行业。
关键词 ： 数控机床 ； 电主轴 ； 结构 ； 分析 中图分类号 ：‘ ５ Ｔ Ｇ６ ９ 文献标识 码 ： Ａ 文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ０ — ０ ４ ０ １ ７ — ４ Ｘ【 ０ ２ ０ ４ － ３ ２）
随着 当今数控机 床高速切 削技术的快速发展 ， 置和润滑装置等 ， 主轴 由前后轴承支承 ， 与电机 的转 高速电主轴 已成为 目前发展的普遍趋 势 ，而其几项 子被压配做成一体 ，电机的定子通过冷却安全套安 关 键技术 ： 主轴轴承技术 、 动平衡 技术 、 冷却技术及 装在主轴单元 的壳体 中，主轴变速 由主轴驱动模块 其 润滑技术等又是影 响和制约电主轴 发展水平的关 控制 ， 温升 由冷却装置来限制 ， 主轴前后端分别还装 键， 若能将各项关键技术水平得 以提高 ， 电主轴就能 有用于安装刀具 的内锥孔 和端面 、以及用于测速和 迈 向更高的 台阶 ，使得数控机床 向着更先进的技术 测角位移的传感器 ， 其结构简图如图 １ 所示 。 水平方向发展。高速电主轴 的切削技术 ， 因为其本身 所具有 的特性 之一高速性 ，可 以解决产品制造过程
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
永磁同步电机在高速电主轴系统中的应用
永磁同步电主轴技术与应用摘要：伴随着高速高效高精加工技术的飞速发展，高端数控机床针对电主轴的技术需求深度和广度都不断拓展。
特别是近几年来，基于永磁同步电机的电主轴技术与产品得到了快速的发展和广泛的应用。
本文结合笔者在电主轴技术研究和产品开发过程中所涉及的关键技术问题，尤其是永磁同步电机在高速电主轴系统中的应用问题进行了广泛深入的探讨，希望以此对国内永磁同步电主轴产品技术开发与推广应用有所促进。
一、引言高速高精高效加工，是数控机床永恒的追求目标和发展趋势。
高效率需要高速度，在航空零件加工中尤为突出。
飞机机身结构件的典型零件有梁、筋、肋板、框、壁板、接头、滑轨等类零件。
且以扁平件、细长件、多腔件和超薄壁隔框结构件为主。
毛坯为板材、锻件和铝合金挤压型材，90％以上为铝合金件。
材料利用率仅为5％-10％左右，原材料去除量非常大大（1）。
材料去除量大，在粗加工阶段，需要主轴具备足够的转矩输出能力，满足大吃刀切削。
整理结构，多腔超博，又需要用小刀具清根，修光。
小刀具则需要主轴有足够高的转速，以满足刀具的切削速度需求。
因此，航空铝合金零件的加工就需要机床主轴不但具备低速大转矩输出，同时又能在小刀具加工时具备足够高（20000rpm 以上）的工作转速。
在磨具加工行业，近年来大量使用的高速雕铣机，在高速电主轴的助推下，利用小刀具的微刀痕特点，大大提高了各种材质模具制造的精度和速度。
随着雕铣机床的进一步发展，雕铣机也逐渐进入零件加工领域，因此对主轴的低速输出转矩也提出较高的要求。
平板电脑、苹果手机等高端电子消费品的快速发展，是当今时代最大的亮点之一。
这类日用电子消费品，更新速度之快，不但让人眼花缭乱，而且使数控钻攻中心机得以急速发展。
这类机床除了具备现代数控机床的基本特征外，必须具备在6000rpm 以上高速刚性攻丝的能力。
综合上述三个典型的行业需求，需要数控机床电主轴同时具备三种特点，低速大转矩输出、20000rpm 以上的工作转速、可以高速刚性攻丝。
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。
电主轴的工作原理
电主轴的工作原理电主轴是一种使用电能驱动的设备，其工作原理是通过电流产生的电磁力使其旋转，从而实现对工件的加工。
下面将详细介绍电主轴的工作原理。
电主轴由电机、电枢和主轴等部分组成。
电机是电主轴的动力源，它通过电源供电，并将电能转化为机械能。
通常情况下，电机采用直流电机或异步电机，其中直流电机根据不同的激励方式可分为直流制动电机、直流调速电机和直流无刷电机等。
在电主轴的工作中，电流首先通过电枢。
电枢是电主轴的旋转部分，它位于主轴内部，负责传递电流和转动能量。
电枢通常由电磁线圈和磁铁组成。
当电流通过电磁线圈时，会在电磁线圈周围产生磁场，同时与主轴内的磁铁相互作用，从而使电枢旋转。
电主轴的转动能量源于电流通过电磁线圈时产生的电磁力。
电流通过电磁线圈产生的磁场会与主轴内的磁铁相互作用，这种作用力会导致电枢旋转。
电磁力的大小与电流大小以及电磁线圈与磁铁的距离有关。
通常情况下，为了提高电主轴的转动能力，可以增大电流或减小电磁线圈与磁铁的距离。
除了电磁力，电枢还需要克服一些摩擦力和惯性力等外力，这些外力对电主轴的转动产生一定的影响。
为了减小这些外力对电主轴转动的影响，可以采取一些措施，如使用优质的轴承、减小电枢和主轴之间的间隙等。
电枢与主轴之间的转动传递通过轴承完成。
轴承不仅起到支撑和定位的作用，还可以减小因电枢与主轴之间的直接接触而产生的摩擦力。
通常情况下，电主轴采用高精度的精密轴承，以确保电主轴的稳定性和精度。
总结起来，电主轴的工作原理是通过电流通过电磁线圈产生的电磁力，使电枢与主轴产生相互作用，从而实现电主轴的转动。
电枢通过轴承与主轴相连，并通过电机的供电使电枢旋转。
电主轴的精度和稳定性取决于电磁力的大小以及电枢与主轴之间的间隙和摩擦力等因素。
电主轴的应用非常广泛，特别适用于需要高速、高精度加工的领域，如数控机床、电子设备制造等。
电主轴的工作原理具有简单、高效、可控性强等特点，因此在现代工业生产中得到了广泛的应用和发展。
电主轴内部各系统简介ppt课件
第三章
驱动系统
定子铁心
定子铁心是三相异步电动机磁路 的一部分。其槽中嵌放定子绕组。
由于旋转磁场相对于定子铁心以 同步转速旋转，所以铁心中的磁通是 交变的，为减小由于旋转磁场在定子 铁心中引起的涡流和磁滞损耗，定子 铁心通常采用导磁性能较好的厚度为 0.35~0.5mm表面涂有绝缘漆的硅钢 片叠装而成。为了嵌放定子绕组，硅 钢片的内圆表面冲有均匀分布的槽。
— 多元轴系技术实验室—
电主轴简介
张国烨 2015/11/30
Start 目 录
ห้องสมุดไป่ตู้电主轴
1
2
3
4 5
6
电主轴种类 换刀机构 驱动系统 支承系统 润滑系统 冷却系统
Start 序 言
电主轴简介
机床主轴根据驱动方式分为机械主轴和电主轴。机械主轴是 外置的电动机通过皮带或联轴器驱动主轴旋转；电主轴是由内 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”，由于没有中间传动环节，有时又称它为 “直接传动主轴”。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动 小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化机床 设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。
LOGO
第三章
驱动系统
变频器
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。
第一章
电主轴分类
国内数控机床用电主轴系统的发展
转 速 可 达 ６ Ｏ ０ ／ｍｉ 。 本 次 展 ０， ０ ｒ ｎ
同 档 次 的 技 术 性 能 ， 可 选 择 性 较 大 。 高 速 电 主 轴 的 最 高 转 速 及 功 率 、扭 矩 普 遍 提 高 。 有 的 还 采 用 了 传 感 技 术 对 振 动 进 行 监 测 和 诊
” 五 ” 期 间又 继 续 开 展 上 述 本 特 点 ： 十
动 、 多 面 体 加 工 、 并 联 机 床 、 复 了 用于 高速 数 控铣 的 ３ ０ ０ ／ｍ 于 主 机 厂 安 装 使 用 。 Ｏ０ｒ ｉ ｎ 内 装 式 电 主 轴 单 元 的 优 异 特 点 是 ２ ／ｍ ｎ电 主 轴 。 同 时 又 电 主 轴 由 安 装 在 尾 端 的 气 、 液 ０００ｒ ４ ｉ
断 。瑞 士 的 Ｉ ＢＡＧ、 Ｓｔ Ｐ—Ｔｅ ｅ Ｃ、
Ｆ ｃ ｅ Ｓｔ ａ —Ｈｅ ｋ 公 司 ， Ｉ ｈ ｓ ｒ ａ ｇ ｒ ｒ ｃ ｅｔ ｒ
机 床 厂 和 日本 大隈 合 作也 开 发 地 安 装 在 主 轴 上 。
会 电 主 轴 展 品 琳 琅 满 目 ．具 有 不 出 转 速 高 于 １ Ｏ ０ ／ｍｉ ０． ０ ｒ ｎ的 电 主
０ ｒ ｍｉ ５ ０， ０ ｒ ｍｉ 出 的 加 工 中 心 均 采 用 电 主 轴 配 １ ０ ０ ／ ｎ、２ Ｏ ０ ／ ｎ电 主 型 式 。
置 。 其 最 高 转 速 普 遍 为 １ ｏ ｏ一 轴 。北 京 机 电 研 究 院 、 上 海 第 二 ２． ｏ
２Ｏ
，
用 于 车 削 的 电 主 轴 动 力 卡
项信 息 —— Ｅ ０ ＭＯ２ ０３考 察 报 告 主 轴 。 与 此 同 时 ， 北 京 机 床 研 究 器 来 实 现 松 拉 刀 。 其 拉 刀 器 可
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，
电主轴内部各系统简介
（a）半闭口槽（b）半开口槽（c）开口槽
第三章
驱动系统
定子绕组 电机的启动性能会好一些，功率因数可以提高一些
LOGO
定子绕组
定子铁心
定子绕组是异布电动机定子部分的电路，作用是通入 三相交流电后，产生旋转磁场。它主要由定子铁心、定子 绕组组成，鼠笼型和绕线型异步电动机的定子结构是完全 一样的，定子绕组分单层绕组和双层绕组。
第二章
电主轴分类
换刀机构
LOGO
第二章
电主轴分类
碟簧
LOGO
（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，
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电主轴简介
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电主轴
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电主轴种类 换刀机构 驱动系统 支承系统 润滑系统 冷却系统
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序言
电主轴简介
机床主轴根据驱动方式分为机械主轴和电主轴。机械主轴 是外置的电动机通过皮带或联轴器驱动主轴旋转；电主轴是由 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”，由于没有中间传动环节，有时又称它为 “直接传动主轴”。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动 小、噪声低、响应快等优点，而且转速高、功率大，简化机床 设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。
电主轴原理
电主轴原理
电主轴是数控机床上的重要部件，它是驱动刀具进行切削加工的关键装置。
电
主轴的原理涉及到电机、传动装置、轴承等多个方面，下面将对电主轴的原理进行详细介绍。
电主轴的工作原理主要包括电机驱动、传动装置和轴承支撑。
首先，电机产生
动力，通过传动装置将动力传递给主轴，主轴在轴承的支撑下实现旋转，从而驱动刀具进行切削加工。
电机是电主轴的动力来源，通常采用交流电机或直流电机，其转速和功率需根据加工需求进行调节。
传动装置通常包括皮带传动、齿轮传动、联轴器等，用于将电机的转速和扭矩传递给主轴。
轴承支撑是保证主轴旋转精度和稳定性的关键，通常采用滚动轴承或滑动轴承，以承受主轴的径向和轴向载荷，并减小摩擦阻力，降低磨损。
电主轴的原理还涉及到主轴的动态平衡和温升控制。
主轴在高速旋转时会产生
离心力，导致振动和噪音，影响加工精度和表面质量，因此需要进行动态平衡处理。
温升控制是指主轴在长时间高速运转时会产生热量，需要通过冷却装置或润滑系统进行散热，以保持主轴的温度在合适范围内，避免热变形和润滑不良。
除此之外，电主轴的原理还包括主轴的加工能力和刚性。
主轴的加工能力取决
于电机的功率和转速，不同的加工工艺需要不同的主轴加工能力。
而主轴的刚性则决定了主轴在加工过程中的稳定性和精度，刚性越高，加工精度越高。
总的来说，电主轴的原理涉及到电机驱动、传动装置、轴承支撑、动态平衡、
温升控制、加工能力和刚性等多个方面，这些方面相互作用，共同保证了电主轴在数控机床加工中的稳定性和精度。
通过深入了解电主轴的原理，可以更好地应用和维护电主轴，提高加工效率和加工质量。
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。
211063710_高速电主轴驱动系统性能评价研究
第３９ 卷 第 ２ 期
沈阳建筑大学学报( 自然科学版)
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ( Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ)
文章编号:２０９５ － １９２２(２０２３)０２ － ０３６３ － ０７
Ｍａｒ. ２０２３
Ｖｏｌ . ３９ ꎬ Ｎｏ. ２
( Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＳｈｅｎｙａｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇꎬＣｈｉｎａꎬ１１０１６８)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ ｓｐｉｎｄｌｅ ｓｙｓｔｅｍꎬｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｄｒｉｖｅ ｕｎｉｔ
ｗｉｌｌ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ＣＮＣ ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏｏｌｓ. Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｒｉｖｅ ｕｎｉｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｉｄｄｅｎ ｓｔａｔｅ ｍａｐｐｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ:ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｍｏｔｏｒｉｚｅｄ ｓｐｉｎｄｌｅꎻｄｒｉｖｅ ｕｎｉｔꎻｈｉｄｄｅｎ ｓｔａｔｅ ｍａｐｐｉｎｇꎻｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
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电主轴技术水平参数
电主轴技术水平参数一、介绍电主轴技术是现代制造业中常用的一种高速、高精度加工方法。
电主轴技术水平参数是评估电主轴技术性能的重要指标。
本文将从电主轴技术的定义、应用领域、技术原理等方面，全面、详细、完整地探讨电主轴技术水平参数。
二、电主轴技术概述电主轴技术是一种将电机与主轴结合的机床主轴系统。
它通过电机驱动主轴旋转，实现工件的高速、高精度加工。
电主轴技术广泛应用于数控机床、磨床、车床等领域，为制造业提供了高效、精确的加工解决方案。
三、电主轴技术的应用领域电主轴技术在各个制造业领域都有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 汽车制造在汽车制造过程中，电主轴技术被用于车床、铣床等机床上，用于加工发动机零部件、车身零部件等。
电主轴技术的高速、高精度特性可以提高加工效率和产品质量。
2. 航空航天航空航天领域对零部件的精度要求非常高，电主轴技术可以满足这些要求。
它被广泛应用于加工飞机发动机零部件、航空航天设备等。
3. 电子制造电子产品的制造过程中需要进行精细的加工，电主轴技术可以提供高速、高精度的加工能力，被用于加工电子元器件、电路板等。
4. 精密机械制造精密机械制造领域的产品对加工精度要求极高，电主轴技术可以满足这些要求。
它被广泛应用于加工光学仪器、精密仪器等。
四、电主轴技术水平参数电主轴技术水平参数是评估电主轴技术性能的重要指标。
以下是几个常见的电主轴技术水平参数：1. 转速范围电主轴技术的转速范围是指电主轴能够达到的最高转速和最低转速。
转速范围越宽，说明电主轴的适用范围更广。
2. 加速度加速度是指电主轴从静止状态到最高转速所需的时间。
加速度越大，说明电主轴的响应速度越快。
3. 定位精度定位精度是指电主轴在加工过程中的定位误差。
定位精度越高，说明电主轴的定位能力越强。
4. 功率功率是指电主轴的输出功率。
功率越大，说明电主轴的加工能力越强。
5. 扭矩扭矩是指电主轴的输出扭矩。
扭矩越大，说明电主轴的加工能力越强。
高速电主轴系统热变形分析及抑制措施
高速电主轴系统热变形分析及抑制措施李永芳;张启萍;王瑞;李新宁;苟卫东;杨锦斌【摘要】Analyzes both from spindle structure and heat source of electric spindle of machining center, this article proposes a technical solutions to reduce the temperature rise of spindle, main measures which have been taken are to reduce the heat amount of bearing and motor, spindle bearing cooling and oil lubrication systems. And these has already been tested by the Belgium-based Lemmens dynamic multi-channel monitors and a high accuracy temperature sensor pt 100, the temperature rise high-speed spindle of machining center has been effectively controlled, and both its mechanical performance and reliability have been guaranteed. It has an extraordinary practical significance on the application & potentiality of high speed spindle of machining Center.%从加工中心电主轴的结构和热源两方面对电主轴热变形原因进行了分析,提出了降低电主轴温升的技术方案,主要采取了减小轴承发热量、减小电动机发热量、主轴轴承循环冷却及油气润滑系统等措施,通过基于比利时Lemmens多通道动态监测仪和高精度pt 100温度传感器的试验验证,高速加工中心电主轴的温升得到了有效控制,其机械性能、可靠性也得到了保障,对加工中心高速电主轴的应用及发挥其潜能具有非凡的现实意义.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】7页(P92-98)【关键词】加工中心;热变形原因;降低温升;动态监测【作者】李永芳;张启萍;王瑞;李新宁;苟卫东;杨锦斌【作者单位】青海交通职业技术学院,青海西宁810003;青海一机数控机床有限责任公司,青海西宁810018;青海一机数控机床有限责任公司,青海西宁810018;青海交通职业技术学院,青海西宁810003;青海一机数控机床有限责任公司,青海西宁810018;青海一机数控机床有限责任公司,青海西宁810018【正文语种】中文【中图分类】TG659高速加工是一种以比常规切削速度高5～10倍的速度进行切削加工的先进工艺，是当代四大先进制造技术之一，而高速机床是实现高速加工的前提条件。
电主轴结构
电主轴结构电主轴是现代加工技术中的一种超精密机床主轴，广泛用于机械加工、汽车零件加工、光学加工、电子加工等领域。
电主轴本质上是一种集成式机电传动系统，由电机、主轴、轴承、冷却器、传感器等组成。
电主轴的质量、性能和稳定性直接影响到加工品质和加工效率。
下面就来简单介绍一下电主轴的结构。
1. 电机：电主轴的动力来源是电机，它可以是永磁同步电机、异步电机或直流电机。
电机必须要能够提供足够的动力和转矩，以便使主轴在高速、重负荷和连续工作状态下能够正常运转。
2. 主轴：主轴是电主轴的核心部分，它承载着工件和刀具，完成工件的切削加工过程。
主轴可以采用不同的加工方式，如铣床、车床、磨床、钻床等，因此主轴结构也有所不同。
主轴的材质通常为高强度合金钢或高速度钢，同时经过特殊的表面处理和热处理，在加工过程中能够耐高温、高速和高载荷。
3. 轴承：轴承是支撑主轴和工件的关键部件，它的质量和性能直接决定了电主轴的精度和寿命。
轴承通常采用高速、刚性和精密性强的角接触球轴承、高速铜壳涡流轴承、高速滚珠轴承等。
这些轴承具有自润滑、耐磨、精度高、速度快等优点，能够在高速、高温、高负荷、连续工作的环境下运行。
4. 冷却器：冷却器是电主轴的重要组成部分，它主要用于冷却轴承和主轴，降低摩擦产生的热量和保证电主轴的稳定运转。
冷却器通常采用空气冷却和水冷却两种方式，根据不同的加工环境和设备要求选择不同的冷却方式。
5. 传感器：传感器是电主轴中的重要组成部分，它主要用于监测和控制电主轴的运行状态。
常见的传感器有转速传感器、温度传感器、振动传感器和位移传感器等。
通过传感器获取数据，可以实时监测电主轴的转速、温度、振动和位置等参数，确保电主轴能够在合适的条件下进行加工工作。
综上所述，电主轴的结构复杂、精密度高、稳定性好，是现代制造业中不可或缺的一种精密加工设备。
电主轴在制造、加工领域的应用越来越广泛，其技术和研发方向也在不断发展，未来将有更多的新型电主轴出现。
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电主轴系统
Renaud(赫诺)——来自瑞士的优质电主轴
一、加工中心用（镗铣、雕铣、车铣）电主轴
本体直径：80-350mm
额定功率：2-120kW
最高转速：8000-50000rpm
额定扭矩：1.0N.m—800N.m
换刀方式：手动、气动、液压/BT、ISO、HSK、CAT、SK、
ER等
轴承润滑：油脂润滑、油气润滑
其他配置：法兰、编码器、中心出水、端面环喷、温度传
感器、位移传感器
振动传感器、在线动平衡系统……（部分为可
选配置）
二、内、外径高速研磨电主轴
本体直径：50-170mm
额定功率：0.8-40kW
最高转速：7000-150000rpm
额定扭矩：0.05-50N.m
换刀方式：手动、气动、液压/内螺纹、外锥面、BT、ISO、
HSK、CAT、SK等
轴承润滑：油脂润滑、油气润滑
其他配置：法兰、编码器、中心出水、端面环喷、温度传
感器、位移传感器
振动传感器、在线动平衡系统……（部分为可选
配置）
三、雕刻机、雕铣机高速电主轴
本体直径: 38-120mm
额定功率：0.8-12kW
最高转速：5000-70000rpm
额定扭矩：0.5-5N.m
换刀方式：手动、气动/ER、SK、BT、ISO、HSK
等
润滑方式：油脂润滑
连接方式：夹持式
其他配置：温度传感器、位移传感器、振动传
感器……
四、砂轮修整电主轴
本体直径: 72mm
额定功率：0.7kW
最高转速：15200rpm
额定扭矩：0.5N.m
换刀方式：手动/DIA40
润滑方式：油脂润滑
连接方式：夹持式
其他配置：温度传感器、位移传感器、振动传
感器……
五、部分特有电主轴
特别注明：
1、标准电主轴的电压为交流220V或380V。
电机有感应异步电机和永磁同步电机。
2、电主轴冷却方式有水冷、油冷、强制风冷、自然风冷等。
3、电主轴轴承有钢珠轴承、陶瓷复合轴承、空气轴承、动静轴承、磁浮轴承等。
4、正常情况下，电主轴均带有气密封、温度保护等功能。
5、电主轴可做成恒扭矩，也可做成低速恒扭矩、高速恒功率，还可做双速电机。
6、电主轴端面跳动在1um左右，振动值1mm/s之内。
7、电主轴整机质保一年，轴承质保3000小时。
8、可订做双速电主轴、直流电主轴、在线动平衡电主轴、双摆头在内的各种电主轴。
请在下面样本中选择适合的电主轴。
如果我们样本中没有满足您要求的产品，请联系我们，我们将重新为您选型！。