电主轴概述与综合性能测试

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1、电主轴概述与综合性能测试李慧慧（沈阳理工大学机械学院110159）摘要：要发展和应用超桔密加工技术，首先必须有性能优良的超桔密机床。而超粘密机床的工作性能，首先取决丁-超粘密主轴"超梢密电主轴是超精密机床的关键技术Z—。电主轴是一种智能型功能部件,不但转速高、功率大，还有一系列控制主轴温升与振动等机床运行参数的功能，以确保其高速运转的町靠性与安全。电主轴支承轴承的温升、调速负载特性、精度保持性、振动烈度、I川转误差等不仅是电主轴性能的关键要求，也是评价机床性能的一项重要指标。日前我国电主轴国产化程度较差，电主轴

2、的优劣成为影响着我国高速数控机床发展的关键部件生产高性能电主轴单元已经成为国内各人专业厂家追求的目标，因此开发电主轴综合性能测试系统成为企业亟待解决的问题。关键字：高速电主轴性能测试超精密机床中图分类号：TG513ElectricspindleoverviewandcomprehensiveperformancetestLIhuihui(MechanicalEngineering,ShenyangUniversityofTechnology110159)Abstract:Developmentandapplic

3、ationofultraprecisionmachiningtechnology,wemustfirsthaveagoodperformanceoftheultraprecisionmachinetool.Whiletheultraprecisionmachinetoolworkingperformance,firstofalldependsonultraprecisionspindle.Spindlebearingtemperature,loadspeedcharacteristics,keepprecisi

4、on,vibrationintensity,rotationerrorofspindleperformanceisnotonlythekeyrequirements,evaluationofmachinetoolisanimportantperformanceindex・Atpresentourcountryelectricspindlelocalizationispoorer,spindlewillbecometoaffectourcountryhighspeedCNCmachinetooldevelopme

5、ntisoneofkeycomponents,theproductionofhighperformancespindleunithasbecomethemajordomesticmanufacturersofprofessionalgoal,thereforethedevelopmentofmotorizedspindlecomprehensiveperformancetestsystemproblemneedstobesolvedKeywords：Highspeedelectricspindle;Perfor

6、mancetest；Ultraprecisionmachinetool0刖s制造业是国民经济最重要的支柱产业，随着经济全球化、一体化的进程，各国都把先进制造技术的研究、开发和应用作为国家的关键技术优先发展和支持。高速数控机床是装备制造业的技术基础和发展方向2—，是装备制造业的战略性产业。高速数控机床的工作性能，首先取决于高速主轴的性能,高速主轴系统丿力來就是数控机床三大高新技术Z一。而为了提高主轴速度和加工精度，电主轴已成为FI前制造业加工的主流，并已在国内外进行了全面而深入的研究。1电主轴概述1.1电主轴的基

7、本概念随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和口趋完善，高速数控机床主传动的机械结构已得到极大的简化，：基本上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“零传动覽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小相对独立出來，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴二它在英文中有多种称谓,如Electrospindle,MotorSpindle和MotorizedSpindle等等。1.2

8、电主轴单元关键技术电主轴单元是一套组件，它是一项涉及电主轴本身及其附件的系统工程。其系统框图如图2.1。图1电主轴系统框图电主轴单元所融合的技术主要包括以下几方而：1）高速精密电主轴的动态性能和热态性能设计高速精密电主轴设计目标要求主轴刚度高、精度高、抗振性好、可靠性高。传统的动力学分析常常将轴承刚度川假设的弹簧代替，利川冇限元或传递矩阵法等数值计算方法计算主轴的各阶同有频率和振型，并