浅谈高速加工主轴单元制造技术

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1、XX大学12〜13学年冬季学期研究生课程考试（小论文）课程名称：制造工艺及刀具课程编号：09SAS9013论文题目：浅谈高速加工主轴单元制造技术研究生姓名：学号：论文评语：成绩：任课教师：评阅日期:浅谈高速加工主轴单元制造技术摘要：高速高效加工是近年來迅速发展起來的集鬲效、优质和低耗于一身的先进制造工艺技术,是机械加工技术的重要发展方向。本文简要概述了高速电主轴的结构特点和原理，在次基础上介绍了电主轴的一些轴承技术。此外，本文还对高速加工电主轴的热态特性进行了分析研究，详细论述了电主轴内部两人热源的生成机理以及电主轴单元的散热机理。最后，对我国未

2、来高速加工技术的发展提出展望。关键词：高速高效加工；电主轴；热态特性HighSpeedMachiningManufacturingTechnologyForSpindleUnitAbstract：High-speedandefficientprocessingisanadvancedmanufacturingprocesstechnologywhichleadstohigh-efficiency,high-qualityandlowenergyconsumptiondevelopingrapidlyinrecentyears・Thispaperp

3、rovidesabriefoverviewofthehigh-speedmotorizedspindlestructurecharacteristicsandprinciple,basedwhichsomeelectricspindlebearingtechnologiesareintroduced.Besidesinthispaper,wealsoinvestigatedbytheoreticalanalysisindetailsthethermalpropertiesofthemotorizedspindle,heatgeneratemech

4、anismsandinternalheatdissipationmechanisms.Intheend,thedevelopmentofhigh-speedmachiningtechnologyareproposed・Keywords：high-speedandefficientprocessing；motorizedspindle；thermalproperties刖百高速高效加工的主要冃的就是捉高生产效率、加工质量和降低成本，它包括高速切削加工、高进给切削加工、人余量切削和高效复合切削加匸、高速与超高速磨削、高效深切磨削、快速点磨削和缓进给深

5、切磨削等山役20世纪30年代，德国Carl.J.Salemon博士提出高速切削的概念,直到20世纪80年代才走出实验室⑶，各工业发达国家相继投入了人最人力和财力进行高速切削技术方面研究，使此技术得以迅速发展。从此，高速切削技术成为了现代数控加工技术的重要发展方向乙一。高速切削加工的巨大吸引力在于实现鬲速切削的同时，保证了加工的高精度。高速加工是制造业史上继数控加工之后的乂-•项重大创新，促进和带动了一系列相关技术的发展,如高速电主轴、直线进给直接驱动、高性能数控、高动态机床结构和高速切削刀具系统等。高速机床是实现高速加工的前提和基础条件⑷。1=1

6、前，T业发达国家都把生产高速机床作为具重要的发展口标，高速机床的牛产能力和技术水平己经成为衡量一个国家制造技术水平的重要标志。高速机床加工已在航空、航天、汽车以及超梢密微细加工领域获得了广泛应用。电主轴是高速机床的核心部件，其性能决定着高速机床的性能。1高速电主轴概述1.1电主轴的结构特点区别以往使川皮带或齿轮等的变速机构，高速电主轴单元在结构上大多采川了变频电机直接驱动的集成化结构，这种集成化的主轴构成方式分两种：一种是传统的运用联轴器将电机和主轴连接在一起：另外一种是将电机转子和机床主轴做成一个整体，即将无壳电机的转子与机床主轴用过盈套以压配

7、合的方式装在一•起，并将带有冷却水套的电机定子安装在主轴单元的壳休中，成为了集成式的内置电机主轴。这种结构形式将电机与机床主轴合二为一,实现了电机与机床主轴间的“零传动”。这种结构特点克服了传统主轴系统在高速下会产生打滑、出现振动、增加转动惯量等缺陷，具有结构紧凑、质量轻、惯性小和动态性能好等一些优点，并且简化了机床的外形设计，利于实现主轴的定位和转速的提高，在高速加工机床上得到了广泛的应用。高速电主轴按照所适用的机床不同可分为以下儿种：切削电主轴、磨削电主轴、铳削电主轴和加工屮心用电主轴等。典型的电主轴外形如图1所示。图1电主轴外形图1.2电主

8、轴的结构原理由电主轴的结构特点知，主轴由定了传递的电磁转矩直接驱动，取消了普通机床主轴所具有的中间传递坏节。这种简单紧凑的结构设计对以提