内装式电主轴在国内外机床行业中的发展
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什么是电主轴?电主轴和机械主轴优缺点对比电主轴电主轴是将机床主轴功能与电机功能从结构上融为一体的新型主轴部件,即将高速电机置于主轴部件内部,通过控制系统,使主轴获得所需的工作速度和扭矩,因而也被称为内装式电主轴。
电主轴是一套组件,包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。
而电主轴本身就是直接将空心的电动机转子装在主轴上,定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内,形成一个完整的主轴单元,通电后转子直接带动主轴运转。
电主轴省去了皮带、齿轮或联轴器的传动环节,实现了机床主轴系统的“零传动”,是数控机床传动系统的重大变革;它克服了传统机械主轴在高速下打滑、振动和噪声大、惯量大等缺点,有效改善了主轴高速情况下的整体性能,具有机械主轴不可替代的优越性。
第一,由于电主轴由内装式电机直接驱动,省去了中间变速和传动装置,具有结构紧凑、重量轻、噪声低、振动小和转动惯量小等特点,可实现很高的速度、加速度及定角度的快速启停,且动态精度和稳定性更好,可满足数控机床进行高速切削和精密加工的需要;由于没有中间传动环节的外力作用,电主轴工作时运行更加平稳,主轴轴承所承受的动负荷较小,延长了其精度寿命;利用交流变频和矢量控制技术,电主轴可在额定转速范围内实现无极变速,以适应机床工作时各种工况和负载变化的需要。
第二,电主轴的电机内藏式结构使其从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来,形成一个功能相对完整的“主轴单元”,从而促进了机床结构的模块化。
电主轴厂商根据机床的用途、结构、性能参数等特征形成标准化、系列化的产品,供机床制造商选用,改变了传统机床厂商“大而全”的生产模式,缩短了机床的研发和生产周期,更加适应快速多变的市场环境。
此外,标准化、系列化的电主轴产品易于形成专业化、规模化的生产能力,从而促进制造成本的降低。
第三,某些高档数控机床,如并联运动机床、五面体加工中心、小孔和微孔加工机床等,由于加工工艺和加工对象的特殊性,其对主轴的转速、精度以及机床的结构都有特殊要求。
从国内外高档数控机床技术看装备制造业发展现状及趋势数控机床和基础制造装备是装备制造业的“工作母机”,一个国家的机床行业技术水平和产品质量,是衡量其装备制造业发展水平的重要标志。
——《中国制造“2025”》机床作为当前机械加工产业的主要设备,其技术发展已经成为国内机械加工产业的发展标志。
数控机床是制造装备业的工作母机,是先进的生产技术和军工现代化的战略装备。
高档数控机床是指具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的数字化数控机床系统。
高档数控机床作为世界先进机床设备的代表,其发展象征着国家目前的机床制造业占全世界机床产业发展的先进阶段,因此国际上把五轴联动数控机床等高档机床技术作为一个国家工业化的重要标志。
高档数控机床在传统数控机床的基础上,能完成一个自动化生产线的工作效率,是科技速度发展的产物,而对于国家来讲这是机床制造行业本质上的一种进步。
高档数控机床集多种高端技术于一体,应用于复杂的曲面和自动化加工,在航空航天、船舶、机械制造、高精密仪器、军工、医疗器械产业等多种领域的设备制造业有着非常紧密的关系。
《中国制造“2025”》将数控机床和基础制造装备列为“加快突破的战略必争领域”,其中提出要加强前瞻部署和关键技术突破,积极谋划抢占未来科技和产业竞争制造点,提高国际分工层次和话语权。
1、国内外高档数控机床发展现状美、德、日三国事当今世上在数控机床科研、设计、制作和应用上,技巧最先进、经验最多的国家。
美国的特点是:政府器重机床工业,美国国防部等部门不断提出机床的发展方向、科研任务和供给充分的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,重视基础科研。
哈斯自动化公司是全球最大的数控机床制造商之一,在北美洲的市场占有率大约为40%,所有机床完全在美国加州工厂生产,拥有近百个型号的CNC立式和卧式加工中心、CNC车床、转台和分度器。
哈斯致力于打造精确度更高、重复性更好、经久耐用,而且价格合理的机床产品。
从五十年代末期逐步发展起来的中国数控产业三起三落,经过近几年来的不断调整、优化、重组.开拓,正渐入正轨。
从1993年开始,中国数控机床产业进入了调整期。
历史的教训是深刻的,如何看待产业发展的形势,目前有两种代表性的态度:一种是过度悲观。
认为数控机床产业面临的问题太多,历史包袱重,流动资金缺乏,产品水平低,市场竞争力弱,很难有回天之力;另一种是盲目等待。
认为数控机床产业自身并不存在大的问题,只是客观环境遇到了暂时的困难,只要坚持住,当宏观形势有所改观时,就可以重现辉煌。
实际上这两种态度都带有一定的片面性,我们认为当前产业发展的形势是曲折的,但它带有一定的必然性,只要我们能把握住,就能逐步走出低谷,逐步进入良性循环。
产业发展的基本情况中国自八十年代改革开放以来,国家对数控技术和数控机床的发展十分重视,通过引进技术和科技攻关,经历了“六五”、“七五”引进技术消化吸收、“八五”开发自主版权数控系统,“九五”的商品化、产业化,已为数控技术的产业化奠定了良好的基础,并取得了长足的进步。
当前,中国数控技术已由研究开发阶段向推广应用阶段过渡,也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。
现已出现了一批能百台成批量生产数控机床、数控系统的企业。
在数控技术软件上,一些单项技术已接近国外水平。
中国主要数控机床生产厂共有100多家,其中能批量生产数控机床的企业42家(国有企业30家,民营企业5家,合资、独资企业7家),平均年产80-150台,几家重点企业年产量可达1400-1700台;数控系统(包括主轴和进给驱动单元)生产企业共75家;但具有一定批量生产的企业8家。
其中国有企业3家,民营企业2家,合资、独资企业3家;生产数控机床配套产品的企业共计300余家,包括下列八大类产品:机床辅助装置;机床通用配套件;机床液压气动;机床化工产品;机床电器;机床附件;机床工具系统;磨料、磨具。
技术状况中国通过引进技术、消化吸收和科技攻关、开发自主版权数控系统两个阶段,已为数控机床的产业化奠定了良好的技术基础。
2024年高速电主轴市场需求分析1. 引言高速电主轴是一种用于工业机械加工的设备,广泛应用于各种制造领域。
随着工业自动化水平的提高和工艺的发展,高速电主轴市场需求呈现出增长的趋势。
本文旨在分析高速电主轴市场需求的现状和未来趋势。
2. 高速电主轴市场概述在制造业中,高速电主轴作为一种核心设备,扮演着至关重要的角色。
它被广泛应用于机床、数控机床、激光加工设备、电子加工设备等行业。
高速电主轴的主要功能是提供旋转力和驱动力,高速驱动工具进行加工。
随着现代工业发展的要求,对加工精度、加工速度和效率的要求也越来越高,从而推动了高速电主轴市场的需求增长。
3. 2024年高速电主轴市场需求分析3.1 行业发展驱动因素高速电主轴市场需求增长的背后有多个行业发展驱动因素:3.1.1 工业自动化水平提高随着工业自动化水平的提高,企业在生产中更加注重效率和质量。
高速电主轴作为工业机械加工的核心部件,其稳定性和精度对加工效率和质量至关重要,因此需求逐渐增长。
3.1.2 新兴制造业的崛起新兴制造业的快速发展带动了对高速电主轴市场的需求增长。
例如,航空航天、汽车制造、电子设备制造等行业,对高速电主轴的需求呈现出较大的增长趋势,因为这些行业对工件的加工精度和效率要求非常高。
3.2 市场需求现状当前高速电主轴市场需求呈现出以下几个特点:3.2.1 中国市场需求增长迅速中国作为全球制造业大国,高速电主轴市场需求增长迅速。
中国制造业企业对工艺水平和生产效率的要求不断提高,推动了高速电主轴市场的需求增长。
3.2.2 高端市场需求增加随着技术的进步和制造水平的提高,高速电主轴市场中高端产品的需求逐渐增加。
高端产品具有更高的加工精度、更快的转速和更稳定的性能,能够更好地满足高要求行业的需求。
3.3 市场需求未来趋势未来高速电主轴市场需求将呈现以下趋势:3.3.1 智能化需求增加随着智能制造的推进,高速电主轴市场需求将出现智能化的趋势。
智能化的高速电主轴能够通过传感器和控制系统实现自动调节、监测和诊断,提高加工效率和稳定性。
数控机床高速电主轴技术综述报告引言近年来,随着高速加工技术的迅猛发展和广泛应用,各工业部门,特别是航天、汽车和模具加工等行业,对高速度、高精度数控机床的需求迅猛增长。
传统的滚动轴承主轴结构难以满足数控机床的高转速、高精度的要求。
高度电主轴作为高速机床的核心部件,其研究进展对数控机床技术的发展影响很大。
一、高速电主轴的概念电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,它与直线电机技术、高速刀具技术一起,把高速加工推向一个新时代。
电主轴是一套组件,它包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。
电动机的转子直接作为机床的主轴,主轴单元的壳体就是电动机机座,并且配合其他零部件,实现电动机与机床主轴的一体化。
目前,随着电气传动技术(变频调速技术、电动机矢量控制技术等)的迅速发展和日趋完善,高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化,基本上取消了带轮传动和齿轮传动。
机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。
这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电轴”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。
由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机,故也称为“高频主轴”(High FrequencySpindle)。
由于没有中间传动环节,有时又称它为“直接传动主轴”(Direct Drive Spindle)。
二、高速电主轴的结构组成高速电主轴单元包括动力源、主轴、轴承和机架四个主要部分,是高速机床的核心部件。
这四个部分构成一个动力学性能及稳定性良好的系统,在很大程度上决定了机床所能达到的切削速度、加工精度和应用范围。
高速电主轴单元的性能取决于主轴的设计方法、材料、结构、轴承、润滑冷却、动平衡、噪声等多项相关技术,其中一些技术又是相互制约的,包括高速和高刚度的矛盾、高速和大转矩的矛盾等。
电主轴的工作原理、典型结构及优点打印引用发布时间:2010-04-25电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”,本文介绍了电主轴的工作原理、典型结构,阐述了电主轴的关键技术,总结了其发展趋势.1、概述由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率,而且还可以显著提高工件的加工质量,所以其应用领域非常广泛,特别是在航空航天、汽车和模具等制造业中。
于是,具有高速加工能力的数控机床已成为市场新宠。
目前,国内外各著名机床制造商在高速数控机床中广泛采用电主轴结构,特别是在复合加工机床、多轴联动、多面体加工机床和并联机床中。
电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”,其性能指标直接决定机床的水平,它是机床实现高速加工的前提和基本条件。
2、电主轴的工作原理、典型结构及优点2.1 电主轴的工作原理电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上,定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内,形成一个完整的主轴单元,通电后转子直接带动主轴运转。
2.2电主轴的典型结构电主轴单元典型的结构布局方式是电机置于主轴前、后轴承之间(如图所示),其优点是主轴单元的轴向尺寸较短,主轴刚度大,功率大,较适合于大、中型高速数控机床;其不足是在封闭的主轴箱体内电机的自然散热条件差,温升比较高。
1主轴箱体 2冷却套 3冷却水进口 4定子 5转子 6套筒7冷却水出口 8转轴 9反馈装置 10主轴前轴承 11主轴后轴承2.3电主轴的优点电主轴省去了带轮或齿轮传动,实现了机床的“零传动”,提高了传动效率。
电主轴的刚性好、回转精度高、快速响应性好,能够实现极高的转速和加、减速度及定角度的快速准停(C轴控制),调速范围宽。
3、电主轴的关键技术“电主轴”的概念不应简单理解为只是一根主轴套筒,而应该是一套组件,包括:定子、转子、轴承、高速变频装置、润滑装置、冷却装置等。
因此电主轴是高速轴承技术、润滑技术、冷却技术、动平衡技术、精密制造与装配技术以及电机高速驱动等技术的综合运用。
3.1电主轴的高速轴承技术实现电主轴高速化精密化的关键是高速精密轴承的应用。
2024年气浮电主轴市场发展现状引言气浮电主轴作为一种关键的装备,在工业自动化和加工领域有着广泛的应用。
它具有高精度、高速度、高刚度等优点,能够满足现代生产中对加工精度和效率的要求。
本文将对气浮电主轴的市场发展现状进行分析,并探讨其中的机遇和挑战。
市场概况随着制造业的发展和自动化程度的提高,气浮电主轴市场呈现出不断增长的趋势。
气浮电主轴广泛应用于数控机床、机械加工中心、电子制造等领域。
据统计,全球气浮电主轴市场规模已超过XX亿美元,并且预计未来几年仍将保持较高的增长率。
市场驱动因素1. 自动化需求的增加随着制造业向智能化、自动化方向发展,对精密加工和高速加工需求不断增加。
气浮电主轴作为提高加工精度和效率的关键装备,受益于自动化需求的增加,市场得到了进一步扩大。
2. 新兴行业的崛起新兴行业如航空航天、光伏能源、半导体等对气浮电主轴的需求日益增加。
这些行业对零部件的加工精度和表面质量要求较高,因此对气浮电主轴的需求也在不断增加。
3. 技术的不断创新气浮电主轴在设计、制造和控制技术方面的不断创新,使其性能得到了进一步提升。
新一代气浮电主轴具有更高的转速、更稳定的性能和更低的噪音,满足了不同行业对装备性能的要求,进一步推动了市场的发展。
市场挑战1. 技术门槛较高气浮电主轴的制造和控制技术较为复杂,技术门槛较高。
制造商需要具备深厚的技术实力和研发能力,才能在市场竞争中立于不败之地。
2. 市场竞争加剧随着市场规模的扩大,竞争也越来越激烈。
国内外众多厂商涌入市场,竞争压力不断增加。
制造商需要加强技术创新,提高产品质量和性能,才能在激烈的市场竞争中占据优势。
3. 成本压力增加气浮电主轴的制造成本相对较高,包括材料、加工、测试等方面的成本。
制造商需要不断降低成本,以提高产品的竞争力。
市场前景尽管面临一些挑战,但气浮电主轴市场的前景依然广阔。
随着制造业的发展,对加工精度和效率的要求将不断提高,气浮电主轴作为关键装备将继续发挥重要作用。
国内外数控机床的发展现状
目前,国内外数控机床的发展呈现出以下几个重要的现状。
首先,随着制造业的快速发展和智能化需求的不断提升,数控机床市场需求呈现稳步增长的趋势。
国内外制造业企业对于数控机床的需求日益增加,尤其是在汽车、航空航天、电子信息等高端制造领域,数控机床已经成为关键设备之一。
其次,国内数控机床技术水平和产品质量不断提升,与国外先进水平逐渐拉近。
在过去几年中,我国数控机床制造企业积极引进和消化国外先进技术,加大自主创新力度,不断提升产品的精度、速度、可靠性等关键指标,进而提高了整体竞争力。
第三,国内数控机床行业市场格局发生了一定的变化。
传统机床制造企业纷纷转型升级,加大数控机床生产线的建设,以满足市场需求。
同时,一些新兴高新技术企业也进入了数控机床领域,开展创新研发,推动行业的技术进步和创新发展。
此外,智能化和自动化程度的提升也是当前数控机床发展的一个重要趋势。
人工智能、云计算、大数据等新兴技术的应用,使得数控机床具备更强的智能化和自动化能力,大大提高了生产效率和产品质量,为制造业提供了更广阔的发展空间。
总体来说,国内外数控机床的发展都呈现出较为良好的态势。
我国在技术水平、产品质量等方面与国外企业逐渐拉近差距,而国内市场的需求持续增长也推动了行业的发展。
未来,随着
科技进步的不断推动,数控机床将继续向智能化、高效率和高精度的方向发展。