高速電主軸是高速數(shù)控機床的關鍵核心功能部件,其技術水平的高低、性能的優(yōu)劣直接決定和影響著數(shù)控機床整機的技術水平和性能,也制約著主機的發(fā)展速度。本文從電主軸在國外行業(yè)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀以及趨勢等方面展開論述。
電主軸發(fā)展歷程及典型企業(yè)
高速電主軸是高速機床的核心功能部件,它將主軸電動機與機床主軸“合二為一”,機床主軸由內裝式電動機直接驅動,省去復雜的中間傳動環(huán)節(jié),實現(xiàn)了機床的“零傳動”。電主軸其實就是一個“具有電動機功能的機床主軸”,相比于傳統(tǒng)帶傳動主軸,電主軸省去了復雜的中間傳動環(huán)節(jié),具有調速范圍寬、振動噪聲小、可快速起動和準停等優(yōu)點,不僅具有*高的生產(chǎn)率,而且可顯著地提高零件的加工精度和表面質量。
國外電主軸行業(yè)發(fā)展
國外對電主軸的研究起步較早,電主軸行業(yè)的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀50年代,最早應用于內圓磨床。隨著數(shù)控機床的興起,電主軸技術逐漸成熟并得到了廣泛應用。國外企業(yè)生產(chǎn)的電主軸輸出扭矩最大可達1500N·m,轉速高達300000r/min,產(chǎn)品配套多種控制系統(tǒng),形成多應用領域系列化商用產(chǎn)品。
當前,國外主要研究和生產(chǎn)高速電主軸的企業(yè)有德國的GMN公司、SIEMENS公司,瑞士的FISCHER公司、IBAG公司,意大利的GAMFIOR、OMLAT公司,以及美國的SETCO公司。這些公司的技術水平代表了這個領域的世界先進水平。日本的電主軸產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟,產(chǎn)品種類齊全且性價比較好,應用廣泛,主要電主軸公司有OKUMA(大隈)公司和TOYO公司。國外知名的電主軸生產(chǎn)廠家如下。
1.FISCHER公司。成立于1939年,作為全球規(guī)模最大的精密主軸制造商之一,產(chǎn)品涵蓋銑削、磨削和鉆削三大類別。其專為醫(yī)療技術、微納加工及精密制表等用于高端制造領域的機床提供電主軸產(chǎn)品,能滿足這些領域對加工精度與細節(jié)控制的*高要求。
2.IBAG公司。成立于1941年,全球知名高速電主軸生產(chǎn)企業(yè),電主軸產(chǎn)品應用領域廣泛,如微孔加工、精密雕刻、鏡面加工、鉆攻、各式加工中心及雙軸擺頭等。
3.Kessler公司。成立于1923年,全球知名機床用電動機和主軸生產(chǎn)企業(yè),主要用于PCB鉆孔機、數(shù)控雕銑機和加工中心等。
4.GMN公司。成立于1908年,主要產(chǎn)品有電主軸、精密球軸承、單向離合器和非接觸密封圈等,在機床主軸領域享有盛譽,可為各種特殊領域提供任何尺寸、轉矩、轉速和功率的電主軸。
5.WestWind公司。成立于1980年,為全球規(guī)模最大的氣浮電主軸制造商之一,該類型主軸采用了集成式非接觸式軸向和徑向空氣軸承,軸承在運行期間發(fā)熱量*低,保證了較長的使用壽命,這類主軸多用于PCB材料的精密鉆孔以及銑削加工中。
高速電主軸作為現(xiàn)代高端數(shù)控機床的“心臟”,其技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級對推動制造業(yè)向高精度、高效率、智能化方向發(fā)展具有重要意義。從20世紀50年代至今,電主軸技術經(jīng)歷了從實驗室探索到工業(yè)化應用的跨越式發(fā)展,以德國、瑞士、日本等國為代表的企業(yè)通過持續(xù)研發(fā),在轉速、扭矩、可靠性和專業(yè)化應用等領域樹立了行業(yè)標桿。
當前,隨著智能制造、航空航天、精密醫(yī)療等新興領域對加工精度和效率要求的不斷提升,電主軸技術正朝著更高轉速、更大功率、智能監(jiān)測和綠色節(jié)能的方向發(fā)展。未來,中國電主軸產(chǎn)業(yè)需在核心材料、軸承技術、熱穩(wěn)定性等關鍵環(huán)節(jié)突破國外技術壁壘,通過產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新,加速國產(chǎn)電主軸的性能提升與市場應用,從而為全球高端裝備制造業(yè)的發(fā)展注入新動能。
可以預見,電主軸技術的進步將繼續(xù)引領數(shù)控機床行業(yè)的變革,成為衡量一個國家高端制造能力的重要標尺。只有掌握核心技術,才能在全球產(chǎn)業(yè)鏈競爭中占據(jù)主動,實現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”乃至“領跑”的跨越。