【正文】 數(shù)控機(jī)床所普遍采用 ,并且已經(jīng)替代部分進(jìn)口產(chǎn)品。例如：高精密軸承技術(shù)等等。在“十五”期間，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的電主軸技術(shù)發(fā)展很快，但國(guó)產(chǎn)電主軸從水平、種類、質(zhì)量等方面，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大的差距，從而嚴(yán)重制約我國(guó)高速、高精度數(shù)控機(jī)床的發(fā)展?，F(xiàn)代化高速主軸系統(tǒng)采用的是電主軸,即所謂的機(jī)電一體化主軸，電主軸及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一套完整的,獨(dú)立的功能部件。數(shù)控機(jī)床電主軸技術(shù)的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)升降速，并在指定位置快速準(zhǔn)停，而且使機(jī)床的傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了零傳動(dòng)，且不會(huì)在高速狀態(tài)下打滑，產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。它是裝備制造業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展方向之一，是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。s manufacturing signs. The rapid development of fastgrowing and high speed machining technology CNC machine tools demand,while the ultra highspeed spindle is an important ponent to achieve highspeed CNC machining technology,so the highspeed spindle technology raised new demands and challenges. As a core ponent of the highspeed CNC machine tools,spindle structure is an ideal highspeed spindle , the spindle is an intelligent features,not only high speed, high power, but also has control of the spindle vibration,temperature and operating parameters of the machine function,and therefore one of the main bearing highspeed cutting technology, its performance largely determines the machining accuracy and efficiency of the whole machine . In this paper, the rated speed 20000r/min, power 4kw, corresponding to thedesign requirements for structural design , design elements include :(1)Spindle spindle size of the design,according to the rated speed 20000r/min, power 4kw and basic knowledge of mechanical design . Determine the minimum axial dimension , while identifying the longest extended end according to the corresponding period. And thus determine the overall size of the spindle.(2)Selection and design of the cooling system of the bearing , the selection of hybrid ceramic bearing ball bearing , which has the characteristics of highspeed, high stiffness , high power, long life . Cooling system uses an external water cooling.(3)Spindle housing size design, according to the above design is pleted the appropriate design of the housing and make housing designed to meet the corresponding requirements . Especially the dimensional accuracy requirements are relatively high, the dimensional accuracy of the housing directly affects the integrated precision spindle .KEY WORDS: Electric Spindle,Bearing spindle,Cooling system ,Housing select 目 錄摘 要 IABSTRACT III1 緒論 1 論文的研究背景及意義 1 論文研究的背景 1 論文研究的意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 3 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床電主軸的未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 3 3 4 本論文研究的目的和內(nèi)容 52 電機(jī)驅(qū)動(dòng)形式、控制方式 7 7 電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 7 設(shè)計(jì)要求。冷卻系統(tǒng)采用外置水冷。本文以額定轉(zhuǎn)速20000r/min，功率4kw，為設(shè)計(jì)要求進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：（1） 電主軸的主軸尺寸設(shè)計(jì)，根據(jù)額定轉(zhuǎn)速20000r/min，功率4kw和基本的機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)。目錄 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文題 目 數(shù)控機(jī)床電主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)械002班 學(xué) 號(hào) 10040103 學(xué)生姓名 冀璐 指導(dǎo)老師 王恪典 2014年6月目錄VV摘 要數(shù)控加工技術(shù)將高柔性，高精度，高速加工技術(shù)融為一體，可以解決機(jī)械產(chǎn)品制造中的諸多難題，如獲得特殊的加工精度和表面質(zhì)量。作為高速數(shù)控機(jī)床的核心部件，電主軸是高速主軸中的一種理想結(jié)構(gòu)，電主軸是一種智能型功能部件，不但轉(zhuǎn)速高，功率大，還具有控制主軸溫升與振動(dòng)等機(jī)床運(yùn)行參數(shù)的功能，因此是承載高速切削技術(shù)的主體之一，其性能的好壞在很大程度上決定了整臺(tái)機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。（2） 軸承的選擇與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軸承的選用混合陶瓷球軸承，其具有高速，高剛度，大功率，長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：電主軸,主軸,軸承,冷卻系統(tǒng),殼體IABSTRACTThe highly flexible CNC machining technology,highprecision,highspeed machining technology integration can solve mechanical products in the manufacture of many problems,such as access to special machining accuracy and surface quality. Thus , highspeed CNC machine tools is one of the technology infrastructure and the development direction of the equipment manufacturing industry,equipment manufacturing industry is a strategic industry,the technology and the level of ownership is also a measure of how much the level of a country39。 特別是高速數(shù)控機(jī)床在我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的進(jìn)程中也占有重要的地位。電主軸單元已在機(jī)械、電子、航空航天、國(guó)防、冶金、食品、化工、醫(yī)藥、和光學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出旺盛的生命力。它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)，自動(dòng)控制，伺服驅(qū)動(dòng)，精密測(cè)量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，它同時(shí)還是高速電機(jī)和精密主軸的有機(jī)結(jié)合體，是今后數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向。它不僅能使主軸直接產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,具有低損耗,長(zhǎng)壽命的特點(diǎn),而且還具有高精度,高轉(zhuǎn)速,低振動(dòng),低噪音等優(yōu)良的機(jī)械特性而且數(shù)控機(jī)床電主軸的經(jīng)濟(jì)效益也是不容忽視的，它可使加工時(shí)間大幅縮短，加工節(jié)拍只有原來(lái)的四分之一，可以實(shí)現(xiàn)投資資金的快速收回，且降低了管理成本，提高了資金的利用率。所以我們對(duì)它的研究具有很多的實(shí)際意義，并且有許多技術(shù)有待解決。多年來(lái)，依次完成DZ、GDZ、系列數(shù)控磨床用電主軸XD系列數(shù)控銑床用電主軸、CD系列數(shù)控車床用電主軸、ZD系列PCB行業(yè)鉆、銑削用電主軸、LD系列高檔管材旋輾用電主軸和ED系列高速離心機(jī)用電主軸等的研究與開(kāi)發(fā)。m的加工中心用電主軸轉(zhuǎn)速只有4000r/min；車削用電主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)12000r/min，最大功率只有 11kw。高轉(zhuǎn)速高精度數(shù)控機(jī)床和加工中心所用的電主軸，主要還是從國(guó)外進(jìn)口。目前電主軸已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床最主要功能部件之一，世界上形成許多著名的機(jī)床電主軸功能部件專業(yè)制造商，它們生產(chǎn)的電主軸功能部件已經(jīng)系列化。瑞士IBAG公司在電主軸行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先現(xiàn)在被公認(rèn)為代表了行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。日本三井精機(jī)公司生產(chǎn)的HT3A臥式加工中心采用陶瓷軸承支承的電主軸,主軸轉(zhuǎn)速達(dá)40000r/min，瑞士的IBAG公司在其電主軸部件上配備主軸軸向尺寸監(jiān)測(cè)傳感器，可與機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)進(jìn)行軸向尺寸補(bǔ)償；永磁同步電動(dòng)機(jī)的