高速电主轴系统热变形分析及抑制措施.pdf

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1、高速电主轴系统热变形分析及抑制措施李永芳①张启萍②王瑞②@~-7m苟卫东②杨锦斌②(①青海交通职业技术学院，青海西宁810003；②青海一机数控机床有限责任公司，青海西宁810018)摘要：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pt100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

2、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。关键词：加工中心热变形原因降低温升动态监测中图分类号：TG659文献标识码：BThermaldeformationanalysis&suppressionmeasuresabouthigh-speedelectricspindlesystemLIYong~ng①，ZHANGQiping②，WANGRui②，LIXinning①，GOUWeidong②，YANGJinbin~(@QinghaiCommunicationsTechnicalC

3、ollege，Xining810003，CHN；@QinghaiNo．1CNCMachineToolCo．，Ltd．，Xining810018，CHN)Abstract：Analyzesbothfromspindlestructureandheatsourceofelectricspindleofmachiningcenter，thisarticleproposesatechnicalsolutionstoreducethetemperatureriseofspindle，mainmeasureswhich

4、havebeentakenaretoreducetheheatamountofbearingandmotor，spindlehearingcoolingandoillubricationsystems．AndthesehasalreadybeentestedbytheBelgium-basedLemmensdynamicmulti——channelmonitorsandahighaccuracytemperaturesensorpt100，thetemperaturerisehigh—speedspindl

5、eofma—chiningcenterhasbeeneffectivelycontrolled，andbothitsmechanicalperformanceandreliabilityhavebeenguaranteed．Ithasanextraordinarypracticalsignificanceontheapplication&potentialityofhighspeedspindleofmachiningCenter．Keywords：MachiningCenter；CauseofHeatDe

6、formation；ReduceofTemperatureRise；DynamicMonitoring高速加工是一种以比常规切削速度高5～10倍的系统各零件刚度和精度都较高，而负荷却不是很大，主速度进行切削加工的先进工艺，是当代四大先进制造轴因切削力引起的加工误差较小。但内装式电动机的技术之一，而高速机床是实现高速加工的前提条件。功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视，在高速加现代制造技术中，机床的高速化已成为一个不可阻挡工中，电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主的发展潮流，高速主轴单元是实现高速切削的关

7、键部要因素，机床热变形造成的加工误差达到工件总加工件，是高速机床的心脏部件，与传统的传动方式相比，误差的60％～80％。对高速电主轴的热态特性进行高速主轴单元采用了电主轴的形式，即为内装式电动分析，以减小温升和热变形。对于高速机床来说，电主机，取消了诸如齿轮、皮带等中间传动环节，实现了机轴作为其核心部件，除需提高合理的刚度、精度外，另床的“零传动”。外需考虑电动机和主轴轴承的发热及动平衡精度，原采用电主轴的高速加工技术是目前机床行业非常有机床主轴的设计理论已经不适合高速主轴系统的设热门的一个话题。在高速切削

8、机床中，由于主轴单元计，由此引起了高速主轴系统设计理念和理论的变化。$“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项：高速立卧式加上中心(2009ZX04001一Ol5)ulz至牛耋昂z删DesignandResea『ch设计与研究主轴轴承高速下的剧烈摩擦发热和高频电动机发热会摩擦、高速下所受陀螺力矩产生的滑动摩擦以及润滑使主轴产生热变形，甚至引起主轴系统失效，大大阻碍油的粘性摩擦等产生的。把滚动轴承作为机械元件