精密電主軸技術(shù)在機(jī)床數(shù)控改造中的應(yīng)用

　　精密電主軸的電動(dòng)機(jī)部分由產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子繞組和把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的轉(zhuǎn)子組成。電主軸定子和轉(zhuǎn)子之間的空隙是形成功率輸出有效部分的主要部位。電主軸持續(xù)工作功率主要取決于電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率和冷卻效果，其機(jī)械效率的大小取決于軸承中徑Dm和主軸轉(zhuǎn)速n。電主軸工作過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、軸承發(fā)熱、降低精度和壽命等問(wèn)題。

　　國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的數(shù)控車(chē)床均為主電機(jī)通過(guò)皮帶和齒輪的傳動(dòng)裝置帶動(dòng)車(chē)床主軸工作，橫向滾珠絲桿設(shè)置在車(chē)床前側(cè)，床身導(dǎo)軌跨距小，這種結(jié)構(gòu)不僅給機(jī)床帶來(lái)噪音、振動(dòng)和損失，還直接影響機(jī)床精度，并使機(jī)床鞍單邊受力，影響橫向進(jìn)給的平衡，床面窄、剛性差、振動(dòng)噪音大。將電主軸技術(shù)應(yīng)用到車(chē)床數(shù)控化改造，主要是對(duì)其橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)和縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。通過(guò)由電機(jī)的轉(zhuǎn)子套裝在車(chē)床主軸上，由電機(jī)的轉(zhuǎn)子直接驅(qū)動(dòng)車(chē)床主軸，改變了原來(lái)主電機(jī)通過(guò)輸送帶和齒輪傳動(dòng)裝置帶動(dòng)主軸工作的結(jié)構(gòu)形式，大大提高了主軸運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和車(chē)床加工精度，減小了功率損失和振動(dòng)。

　　精密電主軸的轉(zhuǎn)矩指標(biāo)有大轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩，大轉(zhuǎn)矩表示電主軸的過(guò)載能力，額定轉(zhuǎn)矩表示負(fù)載能力。當(dāng)電主軸所承擔(dān)的轉(zhuǎn)矩超過(guò)大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電主軸轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生陡降或停轉(zhuǎn)，電主軸的大轉(zhuǎn)矩一般為額定轉(zhuǎn)矩的2倍左右，設(shè)計(jì)具有電主軸結(jié)構(gòu)的數(shù)控機(jī)床所選用的電主軸大功率為額定功率的1.5倍。電主軸的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系式：

　　M＝975P×9.8；

　　轉(zhuǎn)矩電主軸，功率和轉(zhuǎn)速成正比。對(duì)于恒功率電主軸，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比。

　　通過(guò)研究車(chē)床的特點(diǎn)和電主軸技術(shù)，將電主軸技術(shù)引入到機(jī)床數(shù)控化改造，實(shí)現(xiàn)了主電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。車(chē)床數(shù)控化的目標(biāo)就是要簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置，提高機(jī)床加工精度。該技術(shù)具有明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，有廣泛的應(yīng)用前景。