2015年世界电主轴行业市场发展情况分析(图).doc

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1、2015年世界电主轴行业市场发展情况分析（图）  一、世界电主轴行业市场供给分析   主轴是机床上带动刀具或工件旋转，产生切削运动的运动轴。按照主轴的驱动方式，机床主轴可分为机械主轴和电主轴两大类。主轴产品剖面示意图资料来源：DixiMachines电主轴产品剖面示意图资料来源：CELLS   机械主轴通过主轴电机与中间的传动装置（变速齿轮、皮带或联轴器）带动主轴旋转进行工作，其输出扭矩和功率大，但转速、精度和平稳性相对较差。   电主轴是将机床主轴功能与电机功能从结构上融为一体的新型主轴部件，即将高速电机置于主轴部件内部，通过控制系统

2、，使主轴获得所需的工作速度和扭矩，因而也被称为内装式电主轴；它省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节，实现了机床主轴系统的“零传动”，是数控机床传动系统的重大变革；它克服了传统机械主轴在高速下打滑、振动和噪声大、惯量大等缺点，有效改善了主轴高速情况下的整体性能，具有机械主轴不可替代的优越性：   第一，由于电主轴由内装式电机直接驱动，省去了中间变速和传动装置，具有结构紧凑、重量轻、噪声低、振动小和转动惯量小等特点，可实现很高的速度、加速度及定角度的快速启停，且动态精度和稳定性更好，可满足数控机床进行高速切削和精密加工的需要；由于没有中间传动

3、环节的外力作用，电主轴工作时运行更加平稳，主轴轴承所承受的动负荷较小，延长了其精度寿命；利用交流变频和矢量控制技术，电主轴可在额定转速范围内实现无极变速，以适应机床工作时各种工况和负载变化的需要。   第二，电主轴的电机内藏式结构使其从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，形成一个功能相对完整的“主轴单元”，从而促进了机床结构的模块化。电主轴厂商根据机床的用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化的产品，供机床制造商选用，改变了传统机床厂商“大而全”的生产模式，缩短了机床的研发和生产周期，更加适应快速多变的市场环境。此外，标准化、系

4、列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化的生产能力，从而促进制造成本的降低。   第三，某些高档数控机床，如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和微孔加工机床等，由于加工工艺和加工对象的特殊性，其对主轴的转速、精度以及机床的结构都有特殊要求。电主轴凭借一体化的结构设计和高转速、高精度的优异性能，有效地实现了某些高档数控机床的特殊要求。   电主轴是数控机床三大高新技术之一（高速电主轴、数控系统、进给传动）。随着数控技术及切削刀具的快速发展，越来越多的机械装备都在向高速、高精、高效、高智能化发展，电主轴已成为最适宜高性能数控机床的核心功能部件

5、之一，电主轴技术水平的高低和质量的优劣直接决定和影响着机床的品质、性能、工作效率及运行稳定性。在部分领域用电主轴取代传统机械主轴是机床工业发展的大趋势。   电主轴按采用的轴承类型可分为滚动轴承、气浮轴承、液体滑动轴承和磁悬浮轴承等支承的电主轴，其中滚动轴承、气浮轴承、液体滑动轴承是目前电主轴应用最广泛的轴承类型。其各自的优缺点、技术难点和应用领域对比如下：电主轴按采用的轴承类型分类类型优点缺点技术难点应用领域滚动轴承电主轴（注）摩擦阻力小、功耗小、精度高、刚度高，成本相对较低，便于系列化和标准化承载能力强，可适用较大载荷转速相对较低，

6、噪音大，对轴承转速和寿命要求较高主要技术难点在于提高精度寿命和可靠性。应用最广泛，在数控雕铣机、PCB成型机、加工中心、数控铣床、车床、内圆磨床等领域应用普遍。气浮轴承电主轴以“气膜”作为支撑，结构紧凑、体积较小回转精度和极限转速高于滚动轴承电主轴和液体滑动轴承电主轴摩擦损耗较小，噪音低，热稳定性好，污染小、寿命长承载能力较低工艺要求高，维护和使用费用较高技术难点在于如何解决气锤振动及高速时涡动的问题。主要应用于高精度、高转速、轻载荷加工领域，如超精密数控机床、PCB钻孔机、小孔磨削、高光加工等。液体滑动轴承电主轴以液态“油膜”作为支撑

7、，具有显著的“误差均化效应”和阻尼减振性回转精度高、刚度高、磨损小、寿命长由于存在液体摩擦，驱动功率损失比滚动轴承大。主要技术难点在于控制高速时主轴的温升和热变形。主要应用于重载大功率加工及精密、超精密机床。磁悬浮轴承电主轴极限转速高、无接触、无摩擦、无损耗、寿命长转动时能够自动平衡，没有振动不需润滑和密封能实现实时诊断和在线监控机械结构复杂，成本极高，热源多，对冷却系统要求高要求工作环境较为苛刻，使用和推广难度大技术难点在于如何提高动刚度和阻尼减振性能，在实现高速的同时保证高加工精度。主要应用于超高速加工领域。   注：滚动轴承根据滚

8、动体可分为滚子轴承、滚珠轴承。目前滚动轴承电主轴一般采用滚珠轴承中的角接触球轴承支撑。为简化，本表滚动轴承电主轴特指角接触球轴承电主轴（为滚珠电主轴的一种）。资料来源：智研数据中心整理   电主轴按电机的类