超高主軸轉(zhuǎn)速

　　采用很小直徑的刀具進(jìn)行微細(xì)銑削，要達(dá)到由工件材料所決定的切削速度就需要很高的主軸轉(zhuǎn)速。例如，采用直徑0.5mm的銑刀銑削鋼件，當(dāng)選用180m/min的切削速度，則需要115000r/min的主軸轉(zhuǎn)速。刀具直徑愈小，則需要的主軸轉(zhuǎn)速愈高。

　　目前，在模具制造中普遍采用的普通加工中心，其主軸轉(zhuǎn)速大多在18000～42000 (r/min)，適合于采用2mm～12mm直徑的立銑刀進(jìn)行加工。而微細(xì)銑削加工所采用的刀具直徑更小(0.1mm～2mm)，由于切削速度取決于要加工的工件材料，要是在這樣常規(guī)的機(jī)床上進(jìn)行微細(xì)加工，顯然不能獲得較佳的切削過程。

　　為適應(yīng)微細(xì)銑削加工的快速發(fā)展，研制新的更高轉(zhuǎn)速的電主軸具有特別重要的意義。幾年前，一些電主軸制造廠已生產(chǎn)出160000r/min轉(zhuǎn)速的主軸部件。一個(gè)由多家主軸部件生產(chǎn)廠和Fraunhofer生產(chǎn)技術(shù)研究所組成的小組就在前幾年已著手研制轉(zhuǎn)速為300000r/min的由空氣軸承支承和采用同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電主軸。目前，Precise精密主軸部件公司推出了專門用于微細(xì)切削加工的高速電主軸。從這些電主軸中可以看出，由空氣軸承支承的電主軸，可以達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速。另外，空氣軸承的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，圓跳動(dòng)誤差可達(dá)到<1祄，這種軸承還不易發(fā)生磨損，因此，有較長的使用壽命。由于微細(xì)銑削本身產(chǎn)生的切削力較小，故這種軸承特別適合應(yīng)用于微細(xì)切削。

圖4 銑刀直徑和所需轉(zhuǎn)速圖：刀具直徑越小，為進(jìn)

　　行最佳的切削所需的轉(zhuǎn)速就越高

　　高速主軸部件的驅(qū)動(dòng)愈來愈多的采用同步電動(dòng)機(jī)已是一種發(fā)展趨勢。這種電機(jī)的重要優(yōu)點(diǎn)在于有較大的轉(zhuǎn)矩或功率密度，并且產(chǎn)生的溫升也較低，這對(duì)于避免主軸的熱伸長是有利的。

　　空氣軸承與同步電動(dòng)機(jī)在電主軸上的聯(lián)合應(yīng)用，鑒于具有運(yùn)行平穩(wěn)、長使用壽命和熱特性好等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于微細(xì)切削加工來說無疑是一種最佳的主軸系統(tǒng)。