齊男

　　摘　要：數(shù)控機床的電主軸是數(shù)控機床技術的發(fā)展核心，隨著我國工業(yè)化發(fā)展進程的加快和數(shù)控機床的普及，社會需求也越來越來大，近年來，數(shù)控機床的主軸開始向著高精度、高剛度和高速度發(fā)展，為了滿足這一發(fā)展趨勢，電主軸技術應運而生，我國的電主軸技術和國外相比還存在很多不同之處。本文主要探討了電主軸的結構和工作原理，并闡述了國內(nèi)外電主軸的發(fā)展趨勢，同時將電主軸應用過程中可能使用的幾種電機進行了分析，希望能夠為我國的數(shù)控機床電主軸的發(fā)展創(chuàng)新提供借鑒。
　　關鍵詞：數(shù)控機床；電主軸；發(fā)展研究

　　數(shù)控機床的使用是為了提高機械制造業(yè)的生產(chǎn)率和生產(chǎn)質量，數(shù)控機床能夠集高精度、高效和高柔性為一體，增強機械加工的精度和速度，數(shù)控機床的優(yōu)勢使其越來越得到機械生產(chǎn)企業(yè)的重視，數(shù)控機床的高速數(shù)控機床的應用，顧名思義是為了提高加工的速度而創(chuàng)造的。其運行過程中需要高速主軸作為支撐，其適用性能能夠直接決定機床的加工速度和加工性能，其適用要求具有非常寬的恒功率運行范圍和連續(xù)輸出的高轉矩能力，這是電主軸的主要應用特性，現(xiàn)已被廣泛應用。
　　1　電主軸的結構和工作原理
　　電主軸是將主軸電動機和數(shù)控機床的主軸就進行結合形成的，主要的結合方式是通過交流高頻電動機實現(xiàn)的，也被稱為高頻主軸，主要的工作原理是將電動機安裝在主軸的內(nèi)部進行驅動的，實現(xiàn)機電一體化的工作原理。和傳統(tǒng)的數(shù)控機床主軸相比，電主軸能夠直接進行電動機的內(nèi)裝來實現(xiàn)驅動，減少了工作流程，并且其結構緊湊、噪聲小、機械的工作效率高、精度高、振動的幅度也比較小，更適合當前的數(shù)控機床工作要求。電主軸的工作主要是通過矢量控制和交流的變頻調(diào)速來實現(xiàn)的，其實處的功率較大，功率的轉矩特性也比較好，調(diào)整的范圍也更大，電主軸的結構簡單，移動產(chǎn)生的慣量也比較小，能夠實現(xiàn)加速度和高速的的準停。電主軸相對于普通的機床主軸來說能夠更好的實現(xiàn)數(shù)控機床的高速化，具有極強的動態(tài)性和穩(wěn)定性，電主軸應用的傳動環(huán)節(jié)不存在外力的作用，這能夠加強主軸運行的穩(wěn)定性，延長主軸的使用壽命。
　　2　電主軸技術的發(fā)展趨勢
　　Z早的電主軸產(chǎn)生在機械制造的磨床上，因其優(yōu)秀的實用性能逐漸發(fā)展到了加工制造的過程中，隨著多年的發(fā)展和研究，電主軸的使用功率和品質都得到了很大的提升，國外的電主軸應用技術的研發(fā)時間更長，電主軸的主要單元發(fā)展也比較快，技術的水平一直處于領先水平。隨著世界信息化發(fā)展進程的加快，數(shù)字化和變頻技術得到了飛速的發(fā)展，并且形成了標準的機械生產(chǎn)線，高轉速的電動主軸也開始在機床發(fā)展和機械制造的過程中得到了廣泛的應用，并且國外的發(fā)展重心放在了功率、扭矩和調(diào)速范圍，用來實現(xiàn)快速的啟動、精準的定位和自動化對刀的高標準主軸單元制作。很多西方發(fā)達國家的數(shù)控機床電主軸發(fā)展水平，代表了世界的發(fā)展水平，其電主軸具有功率大、轉速高、高剛度軸承、加工精密的工藝水平。
　　3　電主軸的常用電機
　　（1）異步主軸電機。異步主軸電機是現(xiàn)在我國普通機床運行過程中普遍使用的主軸驅動，但異步調(diào)速的主軸電機在使用過程中存在著效率低、體積大、轉矩密度小、功率因數(shù)低等問題，除此之外，異步電機在進行低速下轉的過程中容易