数控车床电主轴设计

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1、题目：数控车床电主轴设计摘要本文阐述了车床电主轴的发展历史、现状以及趋势，并介绍了电主轴的工作原理及关键技术。然后，确定了合理的电主轴总体结构，分别对电主轴的电机、编码器、转子、定子和冷却系统等各零部件作了设计，产生了装配图、零件图与设计说明书等设计文档。最后，对电主轴的旋转轴和轴承进行了详细的分析和校核，计算表明，该电主轴设计符合要求。.关键词：车床；电主轴；主轴；轴承AbstractThispaperdescribesthe history,statusand trendsoflathe electricalspindle deve

2、lopment,and alsointroducethe working principle and keytechnologyofelectricalspindle. Then,the reasonable structure ofthe electricalspindle isdetermined.The structure ofmaincomponentsisdesigned, suchasaxis,encoders, rotor,statorand cooling systems.The assemblydrawings,par

3、tdrawingsand design specificationsand other designdocumentsisgenerated.Finally,the detailed analysisand verification ofthe axisand bearing are made.The calculationresultshowsthat the designofelectricalspindle meetsthe requirements.Key words:lathe；electricalspindle；spindl

4、e；bearing第 1章绪论1.1 选题的目的和意义我国数控机床的发展历程充分证明，数控机床电主轴发展的滞后，始终是制约我国数控机床发展的瓶颈问题之一。高速电主轴的功能部件跟不上，发展数控机床将成为空话。我国数控机床整体技术水平的发展和提高，最终离不开先进的功能部件产业的支持。我国数控机床经历了二十多年的发展历程,形成了一定的生产规模，具备了进一步发展的基础。但在数控机床品种、质量和性能等方面与发达国家还存在较大差距，很难能满足市场需求，特别是高端数控机床主要依赖进口，已明显制约我国国民经济和国防工业的发展。高速电主轴制造技术成为了决

5、定高端的数控机床发展的关键技术。对决定电主轴发展的关键技术要进行重点攻关，特别是在电主轴应用中的关键部件诸如复合陶瓷轴承、内置式无外壳电机、性能优良的伺服控制器、高精度位置编码器、气密封装置等进行自主研发，改变这些关键部件主要靠进口的局面。高速电主轴也是高端的数控机床的核心，大力发展高速电主轴将对我国的装备制造行业会起到强大的推动作用。1.2 数控车床电主轴的国内外的研究现状和发展趋势1.2.1 数控车床电主轴的国内外的研究现状国内对电主轴技术的研究始于20世纪60 年代，主要用于零件内表面磨削，这种电主轴的功率低，刚度小，并且它采用无

6、内圈式向心推力球轴承，限制了高速电主轴的产业化。到80 年代，随着国内高速主轴轴承的开发成功，研制出一系列高刚度、高速电主轴，广泛应用于各种内圆磨床和各个机械制造领域。在90年代以后由磨用电主轴转向铣用电主轴，它不仅能加工各种形体复杂的模具，而且开发了用于木工机械用的风冷式高速铣用电主轴，推动了高速电主轴在切削中的应用。在国内以洛阳轴承研究所(洛阳轴研科技股份有限公司)为代表，早在1958 年就研制出了磨用电主轴之后又研发了大功率、高转速系列电主轴，磁悬浮和气静压电主轴等，并将电主轴在90 年代应用于大型数控铣床，加工中心和数控车床，是

7、我国电主轴技术的引领者。广州工业大学高速加工和机床研究所也开发研制了多种电主轴，并应用于数控铣床由于近些年数控加工技术的飞速发展，在军工、基础装备制造，航空航天等领域对高速电主轴的迫切需要，国内的电主轴研究也得到了很大的发展。同济大学、北京机床研究所和上海机床厂在高速电主轴方面也取得了很大的成就。目前国内生产的磨削用电主轴的转速在15000r/min 以内；加工中心用电主轴的转速最高30000r/ min，转矩达200N·m 的加工中心用电主轴转速只有4000r/min；车削用电主轴最高转速可达12000r/min，最大功率只有11kw

8、。在电主轴的润滑方面，国外普遍采用先进的油气润滑技术，而我国主要以油脂润滑和油雾润滑为主。国外电主轴最早用于内圆磨床，上世纪80 年代，随着数控机床和高速切削技术的发展和需要，逐渐将电主轴技术应用于加工中心