车床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮,传递运动及扭矩,如机床主轴;有的用来装夹工件,如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。①旋转精度:主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动(见形位公差),主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。②动、静刚度:主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。③速度适应性:允许的高转速和转速范围,主要决定于轴承的结构和润滑,以及散热条件。
10世纪30年代以前,大多数机床的主轴采用单油楔的滑动轴承。随着滚动轴承制造技术的提高,后来出现了多种主轴用的高刚度滚动轴承。这种轴承供应方便,价格较低,摩擦系数小,润滑方便,并能适应转速和载荷变动幅度较大的工作条件,因而得到广泛的应用。电流维持基本恒定不变,由于转矩和电流的关系是线性关系,所以称这种制式的电主轴为恒转矩制电机。但是滑动轴承具有工作平稳和抗振性好的优点,在一些精加工机床如磨床上用得很多。50年代以后出现的液体静压式轴承,精度高,刚度高,摩擦系数小,又有良好的抗振性和平稳性,但需要一套复杂的供油设备,所以只用在机床和重型机床上。气体轴承高速性能好,但由于承载能力小,而且供气设备也复杂,主要用于高速内圆磨床和少数超精密加工机床上。70年代初出现的电磁轴承,兼有高速性能好和承载能力较大的优点,并能在切削过程中通过调整磁场使主轴作微量位移,以提高加工的尺寸精度,但成本较高,可用于超精密加工机床。
高速电主轴可以简单的总结为“电机十主轴”,也可以说是一台电动机。传统的机床主轴以普通电机通过传动带、齿轮等传动系统驱动,电主轴则将异步电机的转子直接装配在转轴上,转轴可以直接装卡刀具,因而具有结构紧凑、节能有效的特点,一般要配备变频电源使用。 近年来,高速切削的市场需求使得数控机床的发展日新月异,作为数控机床关键配套件的机床主轴也突然的热门起来。高速电主轴根据应用场合的不同大致可以分为8大类:磨削用、铣削用、车削用、拉碾用、钻削用、加工中心用、机械式主轴(不含内置电机)皮带传动主轴、特种旋转试验主轴等。电主轴以其结构紧凑、使用方便和更易于实现高速化而成为机床行业的热门。高速电主轴根据使用领域和主轴的类型各有不同,主轴产品出厂时一般随机提供产品使用说明书。对于特别重要的参数或接口,主轴本体附有说明或特别标志。
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