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數(shù)控機(jī)床的高速主軸具有高回轉(zhuǎn)速度，但這并無(wú)嚴(yán)格的界限。對(duì)作為高速切削機(jī)床代表的加工中心和數(shù)控銑床而言，一般是指最高轉(zhuǎn)速≥10000r/min的主軸系統(tǒng)，并相應(yīng)具有高的角加（減）速度，以實(shí)現(xiàn)主軸的瞬時(shí)升降速與起停。為適應(yīng)制造業(yè)對(duì)機(jī)床加工精度愈來(lái)愈高的要求，高速切削主軸還應(yīng)有較高的回轉(zhuǎn)精度，通常要求主軸的徑向跳動(dòng)小于1um或2um，軸向竄動(dòng)小2um。此外，主軸也要有足夠的靜、動(dòng)剛度，以承受一定的切削負(fù)荷并保持高的回轉(zhuǎn)精度。
高速機(jī)床的核心部件是高速電主軸，它將機(jī)床主軸與驅(qū)動(dòng)電機(jī)合二為一，即將主軸電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子直接裝入主軸組件內(nèi)部，也被稱為內(nèi)裝式電主軸，其間不再使用皮帶或齒輪傳動(dòng)副，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床主軸系統(tǒng)的“零傳動(dòng)”。高速電主軸的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、響應(yīng)特性好，并可減少主軸振動(dòng)和噪聲，是高速機(jī)床主軸單元的理想結(jié)構(gòu)。
高速電主軸的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。
圖1 電主軸結(jié)構(gòu)示意圖
高速電主軸單元包括動(dòng)力源、主軸、軸承和機(jī)架四個(gè)主要部分，是高速機(jī)床的核心部件。這四個(gè)部分構(gòu)成一個(gè)動(dòng)力學(xué)性能及穩(wěn)定性良好的系統(tǒng)，在很大程度上決定了機(jī)床所能達(dá)到的切削速度、加工精度和應(yīng)用范圍。高速電主軸單元的性能取決于主軸的設(shè)計(jì)方法、材料、結(jié)構(gòu)、軸承、潤(rùn)滑、冷卻、動(dòng)平衡、噪聲等多項(xiàng)相關(guān)技術(shù)，其中一些技術(shù)又是相互制約的，包括高速和高剛度的矛盾、高速和大轉(zhuǎn)矩的矛盾等。
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