為了提高加工效率和加工質(zhì)量，電主軸（圖1）的運(yùn)用成為當(dāng)今機(jī)床制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，采用電主軸的高速切削加工技術(shù)目前越來越多，高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工的參數(shù)比較見表1。表2所列為目前國外常用電主軸參數(shù)。

電主軸組件包括：電主軸、高頻變頻裝置，油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。

電主軸主要技術(shù)及發(fā)展趨勢如下：

1?高速軸承技術(shù)。電主軸通常采用復(fù)合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時(shí)也采用電磁懸浮軸承，或靜壓軸承，主軸與軸承不接觸，理論上壽命無限長。也可以采用鋼軸承?？梢酝ㄟ^液壓壓力來改變軸承的預(yù)緊力，以適應(yīng)不同的切削狀態(tài)。

2?高速電機(jī)技術(shù)。電主軸是電機(jī)與主軸融為一體，電機(jī)的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上可以把電主軸看作一臺高速電機(jī)。其關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡。

3?潤滑。電主軸的潤滑一般采用定時(shí)定量油氣潤滑，通過定量閥，精確地控制每次潤滑油的注入量。潤滑油通過軸承外圈上的小孔直接到達(dá)滾珠，軸承工作在更高的*限轉(zhuǎn)速，且能節(jié)省潤滑油的消耗量。

4?冷卻裝置。為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，使主軸保持一定的溫度。主軸中心冷卻，30000r/min 之內(nèi)都可以采用刀具內(nèi)冷，冷卻液壓力可達(dá)8MPa。

5?內(nèi)置脈沖編碼器。為了實(shí)現(xiàn)自動換刀以及剛性攻絲，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。

6?自動換刀裝置。為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸。

7?高速刀具的裝卡方式。廣泛采用了 HSK、SKI 等高速刀具接口。

8?高頻變頻裝置。要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬轉(zhuǎn)甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電機(jī)，變頻器的輸出頻率甚至需要達(dá)到幾千赫茲。

9?氣封。電主軸的前端采用氣封，保證灰塵、冷卻液等不進(jìn)入主軸軸承。

10?主軸軸向尺寸動態(tài)補(bǔ)償。在位置精度要求*高的情況下，可以在電主軸上設(shè)置一檢測元件來檢測電主軸的軸向尺寸變 化，尺寸的變化量被轉(zhuǎn)化1V/10μm 的模擬信號，送到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)的尺寸閉環(huán)補(bǔ)償。

綜上所述，電主軸作為現(xiàn)代高速切削加工技術(shù)的核心部件，集成了電機(jī)驅(qū)動、高速軸承、精準(zhǔn)潤滑、智能冷卻、自動換刀及精密控制等多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，顯著提升了機(jī)床的加工效率與加工質(zhì)量。其緊湊化、智能化、高速高精的發(fā)展趨勢，充分契合了現(xiàn)代制造業(yè)對高性能、柔性化和自動化加工系統(tǒng)的需求。隨著材料技術(shù)、控制技術(shù)和制造工藝的持續(xù)進(jìn)步，電主軸將在航空航天、模具制造、汽車工業(yè)等高端制造領(lǐng)域中發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用，并持續(xù)引領(lǐng)數(shù)控機(jī)床向高端化、集成化方向發(fā)展。