1 电主轴的基本参数与结构布局

1 电主轴的基本参数与结构布局

电主轴的主要参数有：(1)主轴最高转速和恒功率转速范围：(2)主轴的额定功率和最大扭矩：(3)主轴前轴颈直径和前后轴承的跨距等。其中主轴最高转速、前轴颈直径和额定功率是基本参数。电主轴通常装备在高速加工中心上，在设计电主轴时要根据用户的工艺要求，采用典型零件统计分析的方法来确定这些参数。机床厂对同一尺寸规格的高速机床，一般会分两大类型，即“高速型”和“高刚度型”分别进行设计。前者主要用于航空、航天等工业加工轻合金、复合材料和铸铁等零件：后者主要用于模具制造、汽车工业中高强度钢或耐热合金等难加工材料和钢件的高效加工。在设计电主轴时，还要注意选择有较好扭矩———功率特性和有足够宽调速范围的变频电动机及其控制模块。根据主电动机和主轴轴承相对位置的不同，高速电主轴有两种布局方式：

1.编码盘

2.电主轴壳体

3.冷却水套

4.电动机定子

5.油气喷嘴

6.电动机转子

7.阶梯过盈套

8.平衡盘

9.角接触陶瓷球轴承

图2 GD-2型电主轴

1.液压缸

2.拉杆

3.主轴轴承

4.碟形弹簧

5.夹头

6.主轴

7.内置电动机图3 主电动机位于后轴承之后的电主轴

主电动机置于主轴前、后轴承之间。图2所示是我校研制的GD-2型高速电主轴，也是一般电主轴的基本结构形式。其优点是主轴单元的轴向尺寸较短，主轴刚度高，出力大，较适用于中、大型高速加工中心，目前大多数电主轴都采用这种结构形式。

主电动机置于主轴后轴承之后，如图3所示，即主轴箱和主电动机作轴向的同轴布置(有的用联轴节)。这种布局方式有利于减小电主轴前端的径向尺寸，电动机的散热条件也较好。但整个主轴单元的轴向尺寸较大，常用于小型高速数控机床，尤其适合于模具型腔的高速精密加工。

有关电主轴前后轴承之跨距及主轴端部伸出量，应按静刚度和动刚度的要求进行计算。