【正文】 螺力矩產(chǎn)生的滑動摩擦以及潤滑油的粘性摩擦等產(chǎn)生的。但是，高速主軸的前端由于離心力的作用會使主軸膨脹 (如圖 3)，如 30 號錐度主軸前端在30000r/min 時，膨脹量為 4～ 5181。一類是非接觸式支承，包括磁懸浮軸承，氣靜壓軸承，液動壓軸承等都屬于這一類。因此必須對電主軸進(jìn)行嚴(yán)格的動平衡。為了保持主軸結(jié)構(gòu)的對稱性，轉(zhuǎn)子內(nèi)套上也對稱地加工了另一個小孔 b。電主軸單元的內(nèi)部有兩個主要熱源：一是主軸 軸承 ，另一個是內(nèi)藏式主電 動機(jī) 。 ③ 彈性變形量小，剛度高，壽命長。 的主軸故障 引起主軸故障的原因 （ 1）刀具不能正確夾緊：金屬屑、油脂或臟物太多，影象了刀具夾緊；刀桿尺寸誤差超差；夾緊單元磨損或損壞，蝶簧損壞，夾緊力不夠。 （ 3） 機(jī)床在操作時掉刀： 更換夾緊單元及刀抓 ； 需返回廠家修理 。知道了電主軸的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)組成，以及電主軸的各種技術(shù)和電主軸的應(yīng)用領(lǐng)域。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 33 謝 辭 在這次的畢業(yè)設(shè)計中，我遇到了許多的困難，但是最后在指導(dǎo)老師的幫助下都順利的解決了。整個設(shè)計的結(jié)構(gòu)合理 ，論據(jù)充分，是一篇合格的畢業(yè)論文。在以后的人生道路上，我會謹(jǐn)記各位老師教給我的東西，讓自己的人生活的精彩。 總之，通過這次設(shè)計我學(xué)到了許多書本中學(xué)不到的知識，這次設(shè)計對我受益非淺。本次設(shè)計基本上達(dá)到了設(shè)計的目的，設(shè)計的各項任務(wù)都已完成。 檢查或排除主軸故障的方法 （ 1） 刀具不能正確夾緊： 清洗和檢查 HSK 面并用“ POWER CHECK”檢查傳感器的設(shè)定值； 檢查更換損壞的刀桿 ； 更換夾緊單元 。進(jìn)氣口截面大于前后噴油口截面的總和，排氣應(yīng)順暢，各噴油小孔的噴射角與軸線呈 15186。因為陶瓷球 軸承 具有以下特點(diǎn)： ① 由于滾珠重量輕，離心力小，動摩擦力矩小。常見故障包括以下六個方面：電主軸升溫過 高；電主軸剛性差；軸振動大；主軸精度差；主軸啟動困難；主軸掉速。如圖 51 安裝硅鋼片的轉(zhuǎn)子內(nèi)套 1 用鉻錳彈簧鋼制造，且其壁厚較小，故有較好的彈性。所以目前選擇使用球和輥?zhàn)虞S承的支承方式在 電主軸中比較常見。設(shè)計一種端面定位并使定位面 具有很大的摩擦以防止主軸膨脹的刀軸連接結(jié)構(gòu)，便可解決上述問題。因此，主軸軸端的合理設(shè)計已不容忽視。所以，對電機(jī)產(chǎn)生發(fā)熱的主要解決方法是對電機(jī)定子采用冷卻液的循環(huán)流動來實(shí)行強(qiáng)制冷卻。為了進(jìn)一步降低主軸軸承的溫升， GD2 電主軸上采用了油 氣潤滑系統(tǒng)，如圖 45 所示。冷卻油的流量可按主電動機(jī)的發(fā)熱量進(jìn)行計算。但整個主軸單元的軸向尺寸較大，常用于小型高速數(shù)控機(jī)床，尤其適合于模具型腔的高速精密加工。電主軸通常裝備在高速加工中心上，在設(shè)計電主軸時要根據(jù)用戶的工藝要求，采用典型零件統(tǒng)計分析的方法來確定這些參數(shù)。水套用熱阻較小的材料制造，套外環(huán)加工有螺旋水槽，電機(jī)工作時，水槽里通入循環(huán)冷卻水，為加強(qiáng)冷卻效果，冷卻水的入口溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，并有一定的壓力和流量。 圖 32 增重法 4 電主軸的關(guān)鍵技術(shù)研究 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 22 高速電主軸的熱穩(wěn)定性問題是該類主軸需要解決的關(guān)鍵問題之一。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 21 電主軸的動平衡技術(shù) 由于不平衡質(zhì)量是以主軸的轉(zhuǎn)速二次方影響主軸動態(tài)性能的，所以主軸的轉(zhuǎn)速越高，主軸不平衡量引起的動態(tài)問題越嚴(yán)重。 噴射潤滑是直接用高壓潤滑油對軸承進(jìn)行潤滑和冷卻的，功率消耗較大，成本高，常用在 do 值為 106 以上的超高速主軸上。 do 值在106 以上的主軸，多采用油潤滑的方式，其中油霧潤滑是將潤滑油 (如透平油 )經(jīng)壓力空氣霧化后對軸承進(jìn)行潤滑的。由于國產(chǎn)電主軸單元同類型產(chǎn)品價格遠(yuǎn)低于進(jìn)口電主軸，故 IndiamanZYS 電主軸系統(tǒng)價格也遠(yuǎn)比進(jìn)口系統(tǒng)低得多，從而為國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展提供了新的選擇。對閉環(huán)式配置的電主軸系統(tǒng)而言尤為重要?？諝廨S承采用 “ 全支承 ” 結(jié)構(gòu)與國內(nèi)傳統(tǒng)的設(shè)計相比，能成倍地提高軸系的承載和剛度。然而，提高主軸轉(zhuǎn)速則會使主軸的升溫明顯，進(jìn)而影響到主軸和整個機(jī)床的壽命。如加大科技投入，加大技改資金支持，加大鼓勵電主軸國產(chǎn)化的政策支持，享受數(shù)控機(jī)床主機(jī)的稅收優(yōu)惠等。這種情況下出現(xiàn)了 HSK、 SKI 等高速刀具。所謂定時，就是每隔一定的時間間隔注一次油。 汽車零件內(nèi)孔磨削 滾珠軸承外環(huán)內(nèi)滾道磨削 滾珠軸承外環(huán)內(nèi)滾道的偏擺公差要求很高，在磨削過程中要求砂輪不產(chǎn)生軸向偏擺，氣靜壓電主軸由于結(jié)構(gòu)獨(dú)特優(yōu)勢（如前所述），能順利地達(dá)到加工要求，得到了成功的應(yīng)用。因此，數(shù)控機(jī)床用電主軸單元的市場容量巨大，目前所需要的就是如何合理組織人力、物力、財力，開發(fā)出既多又好的功能部件 。與此同時，數(shù)控機(jī)床主軸所需的高精密軸承的需求量也將急劇增加。在近五年中，我國的該項技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步。第 三，對其常見故障進(jìn)行了分析研究，列舉了一些常見的故障問題。但高速電主軸設(shè)計的資料還是相當(dāng)缺少的 。在先進(jìn)工業(yè)國家，此項技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空、航天及模具行業(yè)。s attention. But the information for design of highspeed motorized spindle is little. Based on being in need of the practice project and the great situation for rapidly developed related major, enabling devices to running on rating rotate speed is attained through PLC variable frequency speed regulation， the problem on great heating and high temperature is solved perfectly through double water outer cooling technology. And modern manufacture efficiency is improved though DCS. The high speed processing technology， not only it may obtain a greater productivity, moreover also may obtain the very high processing quality, and may reduce the production cost, thus was considered is the 21st century most has one of development future advanced techniques of manufacture. In the advanced industrial nation, this technology has widely applied in the aviation, astronautics and the mold profession. In the near five years, our countries this technology has also made the considerable progress. This article according to the high speed electricity main axle in the repair process, analyzes various parts and the ponents application and the principle, in the understanding repair process the method and the skill. Studies the high speed electricity main axle the development and the tendency. First introduced the electricity main axle development and the characteristic。 以往電主軸主要用于軸承行業(yè)的高 速內(nèi)圓磨削，隨著數(shù)控技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展，電主軸在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用越來越廣泛。會上，國家發(fā)展改革委員會工業(yè)司程竹處長宣讀了發(fā)改委領(lǐng)導(dǎo)張國寶、王春正同志關(guān)于發(fā)展數(shù)控機(jī)床及其功能部件的批示。 在 高速加工機(jī)床上的應(yīng)用 最近日本東芝機(jī)械公司（ TOSHIBA ）已生產(chǎn)有主軸頭為高剛性超精密氣靜壓電主軸的高速加工機(jī)床，機(jī)床型號為 FMACH 442 和 FMACH 644兩種，主軸轉(zhuǎn)速為 6000~30000rpm 軸移動量（ XYZ ） 400400200mm 和600400400mm ，工作臺面積為 600450mm 和 1100450mm ，可用于加工精密模具等。我國在應(yīng)用方面存在很大差距，潛在的市場很大。油量控制很重要，太少，起不到潤滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時會因油的阻力而發(fā)熱。如加強(qiáng)高速、高剛度軸承研究、軸承潤滑冷卻方式研究、新一代驅(qū)動技術(shù)的研究、新材料新結(jié)構(gòu)的電機(jī)技術(shù)研究。一些用戶、主機(jī)廠由于對國產(chǎn)電主軸質(zhì)量和可靠性不信任，指名選配國外產(chǎn)品，使國產(chǎn)電主軸難以 批量生產(chǎn)，制約了電主軸產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。電主軸能夠在很好地控制主軸電機(jī)溫度的前提下提升轉(zhuǎn)速，而且很好地保證加工精度。在主軸后端裝有測速﹑測角﹑位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具。選用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)口編碼器和驅(qū)動控制器來匹配我國自 行開發(fā)的電主軸單元，從而組成電主軸系統(tǒng)，以供應(yīng)國內(nèi)數(shù)控機(jī)床之急需，從而降低主機(jī)成本，提高主機(jī)的市場競爭力是一條可行之路。水基靜壓軸承是目前國內(nèi)較熱門的研究課題之一，它是利用水具有熱容量較大、軸承溫升較小的特點(diǎn)，部分解決了普通動、靜壓軸承發(fā)熱嚴(yán)重的問題，主要用在低速重載場合。潤滑油起潤滑的作用，而壓縮空氣起推動潤滑油運(yùn)動及冷卻軸承的作用。 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 20 圖 31 環(huán)下潤滑 軸上零件的 連接技術(shù) 在超高速電主軸上，由于轉(zhuǎn)速的提高，所以對軸上零件的動平衡要求非常高。 主軸動平衡常用方法有兩種：去重法和增重法。另外，電機(jī)轉(zhuǎn)子在主軸殼體內(nèi)的高速攪動，使內(nèi)腔中的空氣也會發(fā)熱，這些熱 源產(chǎn)生的熱量主要通過主軸殼體和主軸進(jìn)行散熱，所以電機(jī)產(chǎn)生的熱量有相當(dāng)一部分會通過主軸傳到軸承上去，因而影響軸承的壽命，并且會使主軸產(chǎn)生熱伸長，影響加工精度。從圖中可以看出，電主軸的溫度分布是不均勻的，由于定子與主軸殼體間設(shè)計有冷卻水套，散熱條件較好，溫度較低，電機(jī)轉(zhuǎn)子由于散熱條件差，溫度較高，對前后軸承有明顯的影響。在設(shè)計電主軸時，還要注意選擇有較好扭矩 ——— 功率 特性和有足夠?qū)捳{(diào)速范圍的變頻電動機(jī)及 其控制模塊。電主軸的內(nèi)部 有兩個主要熱源，一是內(nèi)藏式主電動機(jī)，另一個是主軸軸承。n 值大 (dm—主軸前軸頸直徑， mm： n— 主軸最高轉(zhuǎn)速， r/min)，因此對主軸軸承的動態(tài)、熱態(tài)性能有十分嚴(yán)格的要求。 圖 44 GD2型電主軸油 水熱交換系統(tǒng) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 26 關(guān) .定量分配器 圖 45 GD2型電主軸的油 水氣潤滑系統(tǒng) 電主軸有兩個主要的內(nèi)部熱源：內(nèi)置電動機(jī)的發(fā)熱和主軸軸承的發(fā)熱。減小軸承發(fā)熱量的主要措施： （ 1）適當(dāng)減小滾珠的直徑 減小滾珠直徑可以減小離心力和陀螺力矩，從而減小摩擦，減少發(fā)熱量。m，然而，標(biāo)準(zhǔn)的 7/24 實(shí)心刀柄不會有這樣大的膨脹量，因此連接的剛度會下降，而且刀具的軸向位置也會發(fā)生改變。根據(jù)用戶對主軸徑向和軸向剛度的不同要求，選擇合適西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 28 的支承方式對于滿足用戶需求，提高主軸的使用壽命和精度壽命是十 分必要的。主軸及主軸上的零件都要經(jīng)過十分精密的加工、裝配和調(diào)校，使主軸組件動平衡精度達(dá)到 級以上的水平。當(dāng)從小孔 a 加壓力油時，可用螺栓把小 孔 b 堵住。 電主軸單元最凸出的問題是內(nèi)藏式主電 動機(jī) 的發(fā)熱。由于電主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速度高，因此對主軸 軸承 的動態(tài)、熱態(tài)性能有嚴(yán)格要求。 （ 2）不能卸刀的原因：油壓太低；刀桿卡?。挥捎谔厥獾恼饎右疱F孔摩擦腐蝕（生銹