早在20世紀50年代,就已出現(xiàn)了用于磨削小孔的高速電主軸,當時的變頻器采用的是真空電子管,雖然轉(zhuǎn)速高,但傳遞的功率小,轉(zhuǎn)矩也小。隨著高速切削發(fā)展的需要和功率電子器件、微電子器件和計算機技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)生了全固態(tài)元件的變頻器和矢量控制驅(qū)動器,加上混合陶瓷球軸承的出現(xiàn)使得20世紀50年代末、90年代初的時候出現(xiàn)了用于銑削、鉆削、加工中心及車削等加工的大功率、大轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速的電主軸。
國外電主軸最早用于內(nèi)圓磨床,上世紀80年代,隨著數(shù)控機床和高速切削技術(shù)的發(fā)展和需要,逐漸將電主軸技術(shù)應用于加工中心、數(shù)控銑床等高檔數(shù)控機床,成為近年來機床技術(shù)所取得的重大成就之一。隨著機床技術(shù)、高速切削技術(shù)的發(fā)展和實際應用的需要,對機床電主軸的性能也提出了越來越高的要求,目前國外從事高速數(shù)控機床電主軸研發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)主要有歐美等8家企業(yè),其中尤以Setco等幾家的技術(shù)水平代表了這個領域的世界先進水平。
這些公司生產(chǎn)的電主軸較之國內(nèi)生產(chǎn)的有以下幾個特點 :①功率大、轉(zhuǎn)速高。②采用高速、高剛度軸承。國外高速精密主軸上采用高速、高剛度軸承,主要有陶瓷軸承和液體動靜壓軸承,特殊場合采用空氣潤滑軸承和磁懸浮軸承。③精密加工與精密裝配工藝水平高。④配套控制系統(tǒng)水平高。這些控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子自動平衡系統(tǒng)、軸承油氣潤滑與精密控制系統(tǒng)、定轉(zhuǎn)子冷卻溫度精密控制系統(tǒng)、主軸變形溫度補償精密控制系統(tǒng)等。并在此基礎之上,這些外國廠家如美國、日本、德國、意大利和瑞士等工業(yè)發(fā)達國家已生產(chǎn)了多種商品化高速機床。如瑞士米克朗公司,就是世界上著名的精密機床制造商。它生產(chǎn)的機床配備最高達 60000r/min的高速電主軸,可以滿足不同的切削要求,所有的電主軸均裝有恒溫冷卻水套對主軸電機和軸承進行冷卻,并通過高壓油霧對復合陶瓷軸承進行潤滑。所有的電主軸均采用矢量控制技術(shù),可以在低轉(zhuǎn)速時輸出大扭矩。
|