人物介绍

通过回顾机床主轴发展历程,指出电主轴在高端数控机床的应用日益广泛.继而详尽地阐述了机床主轴单元的设计要点,包括轴承、润滑和冷却以及刀具接口等.接着对主轴的静动态和热性能分析以及建模仿真进行了全面介绍.最后指出主轴的工况监控、智能化和自适应控制是新一代电主轴的重要特征和未来发展趋势.     

涡轮式高转速数控中心主轴单元研究与开发

高性能主轴系统是高转速数控中心机床的核心功能部件之一,是实现高速加工重要的基本单元,机床主轴由内装式电动机直接驱动,实现了机床的“零传动”。本文在数控中心机床电主轴结构现状基础上,分析了电主轴单元的主要组成和融合技术,介绍了电主轴刀具刀柄接口技术的设计方案、提出高转速涡轮式主轴单元不平衡问题的瞬间数据及稳态分析,对涡轮式高转速数控中心主轴单元研究与开发具有独到见解和实践应用。     

高速电主轴的热变形研究

以高速机床电主轴单元为研究对象,研究主轴温升对电主轴精度的影响.通过对电主轴主要热源的分析,应用ANSYS软件对主轴进行建模,研究高速电主轴轴心温度场的分布情况和主轴的变形趋势.在明确主轴产生的热量与热变形量之间关系的基础上,提出针对电主轴热变形量的补偿措施,从而提高高速机床的稳定性,确保主轴精度的保持性.     

机床电主轴冷却系统油品问题的原因分析及排除

高速加工中心的电主轴使用冷却循环油进行冷却和润滑,冷却油的品质直接影响主轴的使用寿命。通过介绍某品牌加工中心的电主轴冷却油循环系统,分析了该主轴冷却循环油中混入切削液的原因,详细阐述了故障维修的全过程及机床缺欠的改进,解决了同型号机床电主轴冷却循环油混入切削液的问题,显著提高了机床主轴的使用寿命。     

基于ANSYS的铣削电主轴静动态性能分析

以安阳鑫盛机床股份有限公司生产的CX110100立式车铣复合加工中心铣削电主轴为对象,研究了建立铣削电主轴部件有限元模型的方法,以及采用弹簧阻尼单元模拟主轴轴承支撑的方法。并在ANSYS分析软件中对主轴部件进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析等。为主轴优化设计和再制造设计打下了基础。     

机床主轴部件探讨

针对机床主轴的特性要求,探讨了主轴部件在传统主轴设计和电主轴设计中需要注意的问题。详细介绍了主轴轴承的选择、润滑和冷却方式,分析了解决主轴系统的振动、噪声和热变形等问题,并提出了相应的解决方法。随着电主轴的普遍应用,在结构设计中将会得到不断的完善,成为机床传动中可靠的主轴功能部件。     

机床油气滑润的设计

在机床采用高速、高精度电主轴时,电主轴轴承的润滑就显得尤为重要。针对电主轴转速目前已经达到4 000 r/min以上及DmN值突破100万的现状,在分析了机床电主轴的润滑特点之后,设计了较为环保的油气润滑系统,并介绍了油气润滑的选择标准以及油气润滑的控制系统,为在精密机床中应用电主轴提供了有效的配置。     

基于机床数控系统的电主轴控制技术

随着机床产业的不断发展,电主轴的应用越来越广泛,电主轴上配置星角切换装置后,不但具有低转速时高扭矩,还具备高转速时大功率的特性。高速运转的电主轴的主轴型式是将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部,即把高速电机置于精密主轴内部,电主轴的电机转子就是主轴,主轴的壳体就是电机的机座,实现了变频调速电机和主轴一体,电机直接驱动主轴,形成电主轴。     

本期导读

异步型电主轴电机电磁场分析和参数优化电主轴,就是把电机转子直接作为机床或者加工设备的主轴,同时配合其他零部件,实现电机与机床主轴的一体化。异步型电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯性小、振动小、噪声低、响应快等优点.而且能够简化机床设计,易于实现主轴定位。基于经典的麦克斯韦瞬态电磁场分析理论,采用     

高精高速高效的机床功能部件——电主轴

电主轴的优势 不同于传统机床主轴,电主轴是将电动机置于主轴内部,通过驱动电源直接驱动主轴进行工作,省略了中间传动装置,实现了电动机、主轴的一体化功能,具有高转速、高精度、低噪声、低温升、结构紧凑、安装方便等优点。     

电主轴振动故障诊断与治愈研究进展

电主轴是主轴与电机一体化的新型主轴,是高速机床的首选主轴。加工过程中电主轴振动故障时有发生,影响回转精度、使用寿命和工件质量。综述了近年来机床电主轴振动故障诊断与治愈即振动控制的研究进展。电主轴振动故障诊断主要采用信号处理和机器学习两个思路,前者以振动信号频谱和时频分析为核心,后者以故障数据集降维、分类和聚类分析为重点。故障治愈是故障诊断目标,主要有转子主动平衡、轴承和电机主动调控3个手段。电主轴故障诊断还缺乏神经网络、深度学习和趋势预测等方面研究,故障治愈技术的实用化程度尚不高,智能电主轴的研发仍需持续努力。     

极坐标机床主轴供电、供水及位置数据反馈装置的设计

设计了一台机床主轴以极坐标轨迹运行的新型数控机床.主要完成了机床整体设计、电主轴供电、供水系统的设计、电主轴U轴位置反馈数据传输装置的设计.为机床的生产制造提供了理论依据.     

数控铣床电主轴故障诊断及仿真分析

针对数控铣床高速电主轴故障分析和诊断的需要,避免因主轴结构设计不合理而产生的故障,进行了基于噪声和小波变换监测原理的电主轴故障诊断仿真分析和动态特性分析方法研究。结果表明,小波变换能有效地把机床噪声信号变换到时频域,得到电主轴工作状态下的时间和频率信息,从而区分出主轴在正常工作下的噪音和故障状态下的工作噪音,诊断出机床电主轴的故障信息。通过模态分析得到了电主轴的固有频率、振型和临界转速,有效避开了电主轴固有频率,并为高速电主轴结构设计和轴承最佳预紧力的确定提供了分析依据。     

高速电主轴单元动态性能试验平台的研发北大核心

高速电主轴作为高速机床的核心部件,其动态性能影响着机床的加工精度。为充分了解电主轴单元运转过程中的动态性能及其对主轴加工精度的影响,开发了一套电主轴单元动态性能试验平台。利用该试验平台和LMS数据采集系统,对HMC80加工中心电主轴单元的回转精度、振动、温升进行空载在线实时监测,为高速电主轴单元的动态性能研究和制造安装提供可靠的实验数据参考。     

高频电主轴

加工中心和车床可以非常方便地换用高频电主轴。微、小、中型以及HSC加工越来越多。为此,刀具生产商不断研发新的刀具和新的刀具涂层。然而切削速度虽然能够达到很高,但并不能被充分利用,因为机床主轴达不到所要求的高转速。针对这一情况,Lehmann Prazision公司研发了由HFS30高频电主轴,作为各种机床的铣、冲、磨或雕刻作业的附加主轴(如图1)。这种主轴由于体积小并能多面安装,     

智能化高精密高速电主轴研究探索

正随着微机电器件和通讯技术的发展,主轴智能化越来越引起人们的注意,需要从控制软件和工况监控两方面入手,使主轴能够随时感知工况并能自主地加以调节。智能化和自适应是新一代电主轴的重要特征。尽管自适应机电一体化装置在主轴单元中的应用目前处于研究阶段,但它代表机床主轴单元的未来发展趋势。主轴是机床的心脏,它的性能对机床整体的性能、生产率和加工精度有决定性的影响。装有刀具的主轴又往往是机床静态刚度的薄弱环节和激振源。电主轴智能化领域中,欧洲电     

电主轴系统的最佳预紧力研究

高速电主轴是高性能机床的核心部件,它将主轴电动机内置于机床主轴中,两者"合二为一",因而具有结构紧凑、质量轻、惯性小、振动小、噪音低、响应快、易于实现主轴定位和准停等突出优点.新一代高速电主轴的工况特点是低速大转矩和高速大功率,预紧力可控是很有技术发展前途的新方向.确定最佳预紧力,实现电主轴在包含低速大转矩与高速大功率整个工作范围内动力学品质全局兼优是预紧力可控的基础.因此,本文对电主轴系统的最佳预紧力进行了研究.     

砂轮接杆对陶瓷电主轴单元动态性能的影响

随着产品加工不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对机床主轴部件的动态特性要求也越来越高,因此对机床主轴部件动态特性分析也显得越来越重要。实验室采用陶瓷球轴承作支承的电主轴做高速精密磨削。在磨削过程中,陶瓷电主轴单元的性能直接关系到主轴能否实现平稳高速、精密加工。砂轮接杆虽然尺寸结构简单,但是对电主轴的动态性能影响很大。文中针对基于PMAC-PC控制下的精密磨床,通过不同转速下电主轴振动信号的傅立叶(FFT)谱,分析了砂轮接杆对陶瓷轴承电主轴单元动态性能的影响。     

数控加工中心电主轴故障排除方法

正电主轴也称"直接传动主轴",是内装式电动机主轴单元,它把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的"零传动",因而在现代数控机床中获得广泛应用,维修的要求及难度比普通的主轴更高,但相关的维修资料又较为缺乏,以下是自己在维修过程中的部分经验小结,希望对大家维修电主轴有个启示。1.电主轴发热的原因及故障排除方法电主轴发热的原因主要有:①主轴轴承研伤或损坏,也会造成主轴回转时摩擦过大,引起主轴温度急剧升高。②主轴轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂     

高速电主轴热态性能分析

高速机床是实现高速加工的必要条件,高速电主轴是高速机床的关键部件。在高转速下,电主轴会产生热变形,从而严重影响高速机床的加工精度。本文对车铣用电主轴的热态特性利用ANSYS进行了基于热接触理论的有限元分析。最后提出了改进高速电主轴温度场分布的主要措施。