电主轴技术讲座第六讲电主轴的选用

电主轴的介绍1.概括：高速数控机床（CNC）是装备制造业的技术基础和发展方向之一，是装备制造业的战略性产业。

高速数控机床的工作性能，首先取决于高速主轴的性能。

数控机床高速电主轴单元影响加工系统的精度、稳定性及应用范围，其动力性能及稳定性对高速加工起着关键的作用。

高速主轴单元的类型主要有电主轴、气动主轴、水动主轴等。

不同类型的高速主轴单元输出功率相差较大。

2.电主轴的结构：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。

3. 优点：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，而且转速高、功率大，简化机床设计，易于实现主轴定位，是高速主轴单元中的一种理想结构。

电主轴轴承采用高速轴承技术，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍。

4.电主轴的融合技术：高速轴承技术电主轴通常采用动静压轴承、复合陶瓷轴承或电磁悬浮轴承。

动静压轴承具有很高的刚度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工质量、延长刀具寿命、降低加工成本，这种轴承寿命多半无限长。

复合陶瓷轴承目前在电主轴单元中应用较多，这种轴承滚动体使用热压Si3N4陶瓷球，轴承套圈仍为钢圈，标准化程度高，对机床结构改动小，易于维护。

电磁悬浮轴承高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控，但是由于电磁测控系统复杂，这种轴承价格十分昂贵，而且长期居高不下，至今没有得到广泛应用。

高速电机技术电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。

关键技术是高速度下的动平衡；润滑电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑；也可以采用脂润滑，但相应的速度要打折扣。

所谓定时，就是每隔一定的时间间隔注一次油。

所谓定量，就是通过一个叫定量阀的器件，精确地控制每次润滑油的油量。

而油气润滑，指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。

油量控制很重要，太少，起不到润滑作用；太多，在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。

电主轴技术讲座第二讲电主轴的基本参数与结构_一_电主轴（Electrospindle）是一种将电能转换为机械能的装置，常用于数控机床、加工中心等设备中。

本讲座将介绍电主轴的基本参数与结构。

一、电主轴的基本参数2. 功率（Power）：电主轴的功率是指单位时间内产生的机械功率，单位为千瓦（kW）。

功率的选择要根据切削力和材料的硬度等因素来确定，一般在2-50kW之间。

3. 扭矩（Torque）：电主轴的扭矩是指主轴承受的力矩大小，单位为牛顿米（Nm）。

扭矩的大小直接影响主轴的加工能力和稳定性，一般在2-500Nm之间。

4. 刚度（Stiffness）：电主轴的刚度是指主轴的抗弯、抗扭能力，也是主轴受力时的变形量。

刚度的高低决定了电主轴的动态性能和稳定性。

二、电主轴的结构电主轴的结构主要包括电机、轴承、刀具接口等部分。

1. 电机（Motor）：电主轴的电机一般采用交流电机或直流电机，根据需要可选择不同类型和功率的电机。

电机通过电能转换为机械能，驱动主轴旋转。

2. 轴承（Bearing）：电主轴的轴承用于支撑和定位主轴，承受主轴的径向和轴向力。

轴承的选用要考虑到主轴的转速、扭矩和刚度等参数，常用的轴承类型有深沟球轴承、角接触球轴承等。

3. 刀具接口（Tool Interface）：电主轴的刀具接口用于安装不同类型和规格的切削工具，包括刀柄、刀具夹持装置等。

刀具接口的选择要匹配主轴的规格和电机的功率，以确保切削工具的安全可靠。

三、电主轴的工作原理电主轴的工作原理是利用电能将电机旋转起来，并通过轴承将旋转的力传递给刀具，实现切削加工的效果。

其工作过程一般可分为以下几个步骤：1.电能输入：将电能输入到电机中，通过电机的换能作用将电能转换为机械能。

2.主轴旋转：电机的转子开始旋转，通过电机的驱动将力矩传递给主轴。

3.轴承支撑：轴承将主轴支撑，防止主轴在高速旋转时产生过大的振动和变形。

4.刀具安装：将切削工具安装在刀具接口上，用于进行切削加工。

电主轴技术讲座第一讲电主轴概述
周延祐;李中行
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2003(000)006
【摘要】@@ 要发展和应用高速加工技术,首先必须有性能优良的高速数控机床.而高速机床的工作性能,首先取决于高速主轴.
【总页数】3页(P61-63)
【作者】周延祐;李中行
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG5
【相关文献】
1.电主轴技术讲座第二讲电主轴的基本参数与结构(一) [J], 周延档;李中行
2.电主轴技术讲座第二讲电主轴的基本参数与结构(二) [J], 周延祐;李中行
3.电主轴技术讲座第三讲电主轴的电动机及其驱动模块 [J], 周延祐;李中行
4.电主轴技术讲座第四讲电主轴的性能参数 [J], 周延祐;李中行
5.电主轴技术讲座第五讲电主轴的支持技术和装置 [J], 周延祐;李中行
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第三章电主轴的设计计算3.1电主轴材料的选择材料是影响电主轴各项性能的重要因素，电主轴工作时，主轴和轴承承受拉伸、压缩、剪切、弯曲、交变等复杂应力，而且应力值较大，这就要求主轴和轴承用材料经相应强化工艺处理后，具有高的硬度、高的耐磨性、高的接触疲劳强度、高的弹性极限、一定的冲击韧度和断裂韧性、良好的尺寸稳定性等使用性能。

此外，在一些特殊条件下工作的电主轴，还应具有满足如耐高温、抗辐射、耐腐蚀、无磁性，良好的低温性能等，同时，所用材料还应具有良好的工艺性能和经济性[5]。

常用的主轴材料有碳钢与合金钢，一般情况下通常选用价格便宜的45号钢或60号钢。

对于一般机床主轴常以45号钢为主，经调质到220~250HBS，某些重要部位淬火至50~55HRC。

若主轴加工载荷较大，为提高其抗疲劳性能可选用40Cr或50Mn2。

对于受冲击载荷较大的主轴，其轴颈处需要更高的硬度，因而可选用20Cr进行渗碳淬火处理使硬度至56~62HRC。

对于精密机床的主轴，在加工时要求其热膨胀变形不能太大，因此最好选择热处理后参与变应力小的材料，比如40Cr和45MnB等。

总之合金钢具有良好的机械性能淬透性，但因其价格高以及对应力集中较为敏感的缺点，合金钢也只用于尺寸和性能要求较高的场合[18]。

主轴材料具体的选用与热处理方式表3.1所示。

表3.1主轴材料的选用与热处理方式钢材热处理方式用途45 调质22～28HRC 一般机床主轴、传动轴11主轴转数高受到的冲击载荷较大，因而轴颈处需要较高的硬度，故选用20Cr 进行渗碳淬火处理使硬度至56~62HRC ；第二主轴最高转速只有6000r/min ，不受任何的径向与轴向载荷，轴颈处也无需较高的硬度，故选用40Cr 经淬火使硬度至48～55 HRC 。

3.2主轴直径的计算与校核 3.2.1主轴的计算根据电主轴的类型，其主轴可以分为两大类：第一类是普遍用于雕铣类的主轴，该类主轴是实心轴；第二类是普遍用于加工中心的主轴，该类主轴为空心轴，为了在加工时方便更换刀具，在该类主轴内部设计有松拉刀装置。

电主轴使用说明范文1.介绍电主轴的作用和原理电主轴是一种用电能来驱动的主要加工工具，它可以实现高速、高精度和高效率的加工。

电主轴通过电机驱动，将电能转化成机械能，然后通过主轴本身的转动带动刀具进行加工。

电主轴通常由电机、轴承、主轴、冷却系统和刀具夹持系统等组成。

电主轴主要用于数控机床、工业机械制造等领域。

2.电主轴的安装和调试在安装电主轴之前，需要确保工作环境的清洁和干燥，防止灰尘和水分对其影响。

首先，将电主轴安装在机床上的主轴孔中，并使用螺栓和键进行固定。

然后，根据实际需要连接电源和电控系统。

在进行调试前，确保主轴和电机的运动部件是灵活的，没有阻塞或过紧。

调试时，根据电主轴的说明书进行相应的参数设置，如转速、转矩、加速度等。

调试完成后，检查电主轴是否能够正常运行，无异常振动和噪音。

3.电主轴的操作在使用电主轴之前，需要对其进行预热和冷却处理。

预热可以提高电主轴的工作效率和使用寿命，一般要求预热时间在5-10分钟。

冷却操作主要是为了降低电主轴的温度，避免过热造成损坏。

冷却方式可以根据具体工作要求选择，如空气冷却、水冷却和油冷却等。

在操作过程中，需要根据加工要求设置电主轴的运行参数，如转速、进给速度、铣削深度等。

同时，还需要根据具体工件材料选择合适的刀具和切削液，以达到最佳的加工效果。

4.电主轴的维护保养定期维护保养可以提高电主轴的使用寿命和稳定性。

首先，保持电主轴的工作环境清洁，防止灰尘和异物进入。

其次，定期检查电主轴的运动部件，如轴承是否磨损、润滑油是否充足等。

如果发现异常情况，需要及时进行维修或更换部件。

同时，根据使用频率和工作时间，定期更换润滑油和切削液，以保持电主轴的正常运行。

此外，还要注意避免过载和冲击，避免长时间高温运行，以避免电主轴受损。

5.电主轴的故障排除总结电主轴的使用需要注意安装和调试、操作规范、维护保养和故障排除等问题。

正确的操作和维护，可以保证电主轴的正常运行，并提高工作效率和加工质量。

电主轴技术水平参数（原创版）目录1.电主轴技术水平参数概述2.电主轴的主要参数a.电机参数b.主轴刚性c.静态精度d.动态性能3.电主轴参数对机床性能的影响4.如何选择合适的电主轴参数5.结论正文一、电主轴技术水平参数概述电主轴是机床的核心部件之一，其性能直接影响到机床的加工精度、效率和稳定性。

电主轴技术水平参数主要包括电机参数、主轴刚性、静态精度和动态性能等方面。

了解这些参数对于选择合适的电主轴和优化机床性能具有重要意义。

二、电主轴的主要参数1.电机参数：电机参数主要包括功率 - 转速特性曲线图和扭矩 - 转速特性图。

这些参数可以反映电主轴在最高转速和最大功率时的转速点等性能。

2.主轴刚性：主轴刚性包括径向刚度和轴向刚度。

刚性主要是由前端刀具端的轴承决定，轴承越大主轴的刚性越好，但同时轴承越大主轴的最高转速也会受到限制。

3.静态精度：静态精度反映了主轴在静止状态下的轴向和径向跳动。

它是评价主轴精度的重要指标，但在选择电主轴时，静态精度并非唯一参考标准。

4.动态性能：动态性能主要包括高转速情况下的振动值、噪音和温度等。

这些参数对于评价电主轴在高速运行时的稳定性和性能具有重要意义。

三、电主轴参数对机床性能的影响电主轴参数对机床性能的影响主要体现在加工精度、效率和稳定性等方面。

选择合适的电主轴参数可以提高机床的加工精度和效率，同时提高机床的稳定性和可靠性。

四、如何选择合适的电主轴参数在选择电主轴参数时，需要综合考虑机床的加工范围、加工材料、加工工艺和性能要求等因素。

同时，要权衡电主轴的各项性能指标，选择最适合机床的电主轴参数。

五、结论电主轴技术水平参数是评价电主轴性能的重要指标，对于选择合适的电主轴和优化机床性能具有重要意义。

电主轴详细参数及安装电主轴是一种用于机床和自动化设备的电动驱动装置，常用于高精度加工和高速切削过程中。

电主轴的详细参数和安装步骤如下：一、电主轴的详细参数：1.功率：电主轴的功率通常以千瓦（kW）为单位，表示电主轴的驱动能力。

功率越高，表示电主轴可以提供更大的切削力和速度。

2. 转速范围：电主轴的转速范围通常以转/分钟（rpm）为单位，在机床加工中，转速通常会根据加工工件的材料和要求进行调整。

3.切削力：切削力是指电主轴在切削过程中对工件施加的力量，通常以牛顿（N）为单位。

高切削力可以提高加工效率，但也会对工件和机床产生较大的负荷。

4.扭矩：扭矩是指电主轴在旋转时产生的力矩，通常以牛顿·米（Nm）为单位。

扭矩越大，表示电主轴可以提供更强的切削力和转动力，适用于加工较硬的材料。

5.尺寸和重量：电主轴的尺寸和重量通常根据机床和设备的要求进行设计。

尺寸小、重量轻的电主轴常用于小型机床和精密加工。

6.冷却方式：电主轴在高速运转时会产生大量的热量，因此通常需要通过冷却系统来进行降温。

常见的冷却方式包括水冷却和风冷却。

7.精度：电主轴的精度是指其转轴的偏差程度，通常以微米（μm）为单位。

高精度的电主轴可以提供更高的加工精度和表面光洁度。

二、电主轴的安装步骤：1.准备工作：确定电主轴的安装位置，并清理安装区域。

检查电主轴和相关附件是否完好无损。

2.安装底座：根据电主轴的尺寸和机床的要求，选择合适的底座，并按照底座的安装说明进行安装。

3.安装轴承和套筒：根据电主轴的设计要求，将轴承和套筒安装在底座上。

注意轴承和套筒的安装方向，以确保电主轴的转动平稳。

4.安装电机：将电主轴的电机安装在底座上，并连接电源和控制线路。

调整电机的位置和方向，以确保其与轴承和套筒对应地连接。

5.安装飞轮和传动装置：根据机床和设备的要求，安装电主轴的飞轮和传动装置。

调整飞轮和传动装置的位置和距离，确保其与电机和轴承的连接正确。

6.连接冷却系统：根据电主轴的冷却方式，连接相应的冷却系统。

机器人主轴怎么选？Kasite高速电主轴满足你的需求机器人发展到现在越来越受到人们的欢迎和重视，现在很多传统行业都在生产作业中引入了工业机器人，随着机器人的改进和优化，工业机器人在传统加工制造行业的紧要性也越来越明显。

工业机器人又叫工业机械手、机械手、机械臂等，是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有肯定的自动性，可依靠自身的动力能源和掌控本领实现各种工业加工制造功能。

工业机器人有机械手、主轴、刀具等其他便于生产的工具。

在机械臂上加装高速电主轴可用于切割、钻孔、铣削、倒角、打磨、抛光、去毛刺等领域。

那么机器人电主轴应当怎么选呢？德国进口Kasite高速电主轴将主轴与机械手臂结合，为汽车零部件配件金属（铝合金、不锈钢、铸铁等）、非金属（ABS、SMC、碳纤维等）供应切割、钻孔、铣削、柔性浮动去毛刺等应用方案，将主轴行业与工业自动化紧密的联系在一起。

下面，由速科德我总结了目前已在工业机器人领域得到成熟应用的产品进行摆列，已满足不同客户的自动化、多样化的加工需求。

一、汽车零部件切削加工主轴：机器人+Kasite 4060 ER—S高速电主轴德国Kasite 4060 ER—S广泛应用于汽车，3C等行业的金属（钛合金、铝合金、不锈钢、铸铁、模具钢）非金属（SMC复合料子、ABS）等材质的精密高效切割、打磨，抛光，去毛刺，钻孔等加工，实现一轴通用，节省本钱。

主轴优势：kasite 4060 ER—S主轴，三相异步高速电机，转速范围3,000–50,000rpm，可依据切割加工料子硬度敏捷调整转速，超大功率2000W，215 Ncm的超大扭力，轻松应对各种料子的高效加工。

二、机器人自动化浮动去毛刺主轴：机器人+Kasite 4036DC—T高速电主轴Kasite 4036 DC—T高速主轴是专为机器人浮动去毛刺加工而设计的柔性单元，该主轴广泛应用于铝合金、铸钢、铸铁料子浮动去毛刺、倒角，汽车ABS、非金属料子加工、去毛刺等多用途加工。

电主轴选型
电主轴大致可以分为3大类：磨削、铣削、雕铣等。

1.根据你的应用场合，确认主轴的大类。

然后到电主轴手册中找到对应的大类。

这个很关键，不同种类的电主轴结构完全不一样。

比如前后支撑的轴承种类都不同。

如果混用，会严重影响电主轴寿命。

达不到工艺要求，导致整个系统设计失败。

2.根据负载工况和扭矩要求，计算出需要的功率，以及在此功率下对应的转速。

然后到电主轴手册中找到满足功率转数要求的型号。

功率转数一定，电主轴的外径就确认了。

常用电主轴外径一般是φ80，φ100，φ120，φ140等。

3.确认你所需要的刀柄类型。

同一种型号电主轴有几种刀柄类型可供用户选择。

4.确认是否需要刚性攻丝。

如果要的话，需要配相应编码器。

价格会差不少。

5.确认换刀方式。

电主轴有自动和手动换刀两种方式。

自动换刀方式须配拉刀机构。

长度会增加。

6.确认电主轴冷却方式。

一般有自冷，风冷，水冷和油冷几种方式。

水冷用的最多根据电主轴的发热量配相应的功率的冷却水系统。

冷却水不能用自来水或河水，需软化后才能接入电主轴。

防止水套结垢，影响散热效能。

7.确认润滑方式。

一般有油脂润滑，油雾润滑，油气润滑。

油脂润滑转数相应要低。

油雾，油气润滑转数高，但要配相应润滑系统。

8.确认主电源电压。

一般为AC380V/220V。

9.根据最高转数，算出对应的频率。

选用最大频率满足要求的变频器。

电主轴加工需要注意什么电主轴加工是一种常见的机械加工方法，广泛应用于数控机床、自动化设备等领域。

在进行电主轴加工时，需要注意以下几点：一、选择合适的电主轴选择合适的电主轴是保证加工质量的重要因素。

需要考虑的因素包括加工材料的硬度、切削力大小、切削轴向负荷等。

在选择电主轴时，应注意其承载能力、转速范围、动态刚性和静态刚度等性能指标是否满足加工要求。

二、控制电主轴的温度电主轴在加工过程中会产生大量的热量，如果不能有效地散热，将会导致电主轴温度升高，从而降低其工作性能、寿命和精度。

因此，需要做好电主轴的散热工作，可以通过增加冷却器、采用风冷或水冷等方式来控制电主轴的温度。

三、保持电主轴的稳定性电主轴的稳定性是保证加工精度和表面质量的重要条件。

在进行电主轴加工时，应避免出现共振或振动现象，这将导致刀具振动或失稳，进而影响加工质量。

为了保持电主轴的稳定性，可以采取增加结构刚度、提高轴承刚性、优化刀具配重等措施。

四、选择合适的刀具刀具的选择对于电主轴加工的质量和效率至关重要。

应根据加工材料的硬度、切削方式、切削深度和切削速度等因素，选择合适的刀具类型、材料和几何参数。

同时，还要注意刀具的安装精度和刀具磨损情况，及时更换磨损严重的刀具。

五、控制加工参数控制加工参数对于保证电主轴加工质量和提高加工效率也非常重要。

如切削速度、进给速度、切削深度等参数的选择需要根据具体情况进行调整，以保证切削力和切削温度在合理范围内，同时提高加工效率。

六、做好刀具保养刀具的使用寿命对于电主轴加工的成本和效率有着很大的影响。

因此，需要做好刀具的保养工作，延长刀具的使用寿命。

具体的保养工作包括及时清除刀具表面的切削油渣和切屑、定期对刀具进行磨刃和涂覆刀具涂层等。

七、加强安全防护在进行电主轴加工时，需要加强安全防护措施，确保操作人员的安全。

操作人员需要佩戴个人防护用品，如安全眼镜、手套等。

同时，机床的操作台面要保持整洁、无障碍，并配备紧急停机按钮和安全防护装置。

电主轴轴承用法什么是电主轴轴承？电主轴轴承，也称为高速轴承，是用于高速旋转设备中的关键部件。

它们被广泛应用于机床、风力发电机组、航空航天设备、汽车引擎和电动工具等领域。

电主轴轴承具有高速旋转、高精度和高刚度的特点，能够承受较大的径向和轴向负荷。

电主轴轴承的结构电主轴轴承通常由内圈、外圈、滚动体、保持架和密封圈等部分组成。

滚动体通常采用钢球、圆柱形滚子或角接触球等。

根据不同的应用需求，电主轴轴承可分为很多类型，如深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承和调心球轴承等。

电主轴轴承的工作原理电主轴轴承在高速旋转时，滚动体以滚动的方式传递载荷，在内外圈之间形成滚动接触。

通过适当的润滑和密封措施，减少摩擦和热量产生，确保轴承的性能和寿命。

为了提高轴承的旋转精度和刚度，轴承通常采用预压和预载技术，以增加滚动体与内外圈之间的接触角度。

电主轴轴承的用途电主轴轴承广泛应用于各种高速旋转设备中，具有以下几个主要用途：1.机床主轴：在车床、铣床和磨床等机床上，电主轴轴承用于支撑主轴的高速旋转，保证工件的加工精度和表面质量。

2.风力发电机组：电主轴轴承用于支撑风力发电机组中的涡轮机组件，转化风能为电能。

3.航空航天设备：电主轴轴承被广泛应用于飞机和航天器的发动机、飞轮和导航设备中，以支撑高速旋转的部件。

4.汽车引擎：电主轴轴承用于汽车引擎的曲轴和凸轮轴等高速旋转部件，提供发动机的动力输出。

5.电动工具：电主轴轴承被应用于电钻、电锤和砂轮机等电动工具中，支撑高速旋转的钻头或磨削轮。

电主轴轴承的性能要求电主轴轴承的性能要求是保证设备高速旋转稳定工作的关键。

以下是电主轴轴承的性能要求：1.高速性能：电主轴轴承需要具备较高的旋转速度和附加力的抵抗能力，以满足高速旋转设备的工作要求。

2.高精度性能：电主轴轴承需要具备较高的轴向和径向精度，以保证设备的加工精度和表面质量。

3.高刚度性能：电主轴轴承需要具备足够的刚度，以抵抗加工过程中产生的振动和变形，保证设备的稳定性。