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国人民解放军63993部队 北京 101149
摘要：数控机床随着我国社会经济技术的发展而发展的，现如今的数控机床电主轴的出现是在不断的将数控机床的应用推向一个新的技术时代，但是数控机床电主轴在发展的过程中也就不断的面对着这样那样的问题，文章就对于数控机床电主轴做一些简单的介绍，同時对于数控机床电主轴在设计过程中存在的问题：电主轴的振动与散热两大主要问题以及目前设计的热点问题节能进行简单的讨论，并对其在设计中的对策进行简要分析。
关键词：数控机床；电主轴；设计；问题；对策
【分类号】：TG333.2
关于数控机床的发展已经进入了第六阶段，在前五个阶段的发展中数控机床的革新主要是为了满足社会对于电子产品的需求，目前第六个阶段的发展已经要逐渐实现资源的再利用，在面对这一时期的发展过程对于数控机床电主轴的设计问题已经成为了关注的热点话题，在设计中存在的问题是实现设计突破的出发点，因此研究其设计的问题以及解决的对策成为了人们面对的焦点。
一、箱式电主轴的简介
箱式电主轴主要包括两个方面，一是电机；二是主轴。这两个方面的很好的将主电机与机床主轴很好的结合在了一起，目前箱式电主轴是最为常见的一种，箱式电主轴示意图如下图1 所示，这是一种主要是适用与数控机床的电主轴结构，包括设置在箱体内的主轴和变频电动机；电机包括壳体和转子，目前的电机采用有变频器控制电机，电机壳体直接安装在机床床头箱体尾端，电机转子用莫氏锥度与主轴连接，电机图示如下图2所示，
主轴就是电主轴，其特征是：传动效率高，动态响应快；省略了老传统的整套传动装置，降低了消耗，与传统数控机床相比具有明显的节能效果，可达10%～20%；采用变频器控制的变频电机，电机转速变化范围大，加工零件适用面大，提高了加工精度；编码器安装于床头箱体内部，采用空心轴磁性编码器；而且机床的震动小，稳定性高，噪音小。
二、箱式电主轴的设计问题
1.箱式电主轴的振动设计问题
箱式电主轴振动通常就是指一个物体在围绕一个中心点在周围进行循环式的运动，数控机床的振动对于所加工机械的准确度、质量都有一定的影响，同时机床的振动对于机床本身的使用寿命的影响也是至关重要的。电主轴作为数控机床中一个核心的位置，它的偏差对于数控机床的振动影响是很大的，目前的技术总结显示电主轴的振动分为：电主轴谐振、电磁振荡、机械振荡三种，这种不同的振动方式不同就要求了在对于电主轴设计的时候一定要考虑这三个方面的问题。
2.箱式电主轴的散热设计问题
箱式电主轴是数控机床中占据着核心位置，因此电主轴的运作决定着这个数控机床的运作，在一个数控机床中电主轴的运转是非常快，中间就会产生很大的热量，造成电主轴的温度很高，因此对于电主轴在设计的时候一定要注意散热保护，能够在一定的技术上保证其正常的维持在一个恒定的温度范围内。箱式电主轴的热量主要分为：内藏式高速电动机的散热、主轴轴承的散热两种情况，因此在设计的时候主要注意这两个环节能够及时进行冷却保护。
3.箱式电主轴的节能设计问题
箱式电主轴的节能设计成为了目前关于电主轴设计问题中最为热点的问题，电主轴的节能设计的主要问题有两个方面的原因：一是箱式电主轴本身的设计环节无论是从空间上还是从材料资源上都存在一定的浪费；二是箱式电主轴在数控机床运转的时候，由于其作为一种新型的技术，对于电子物体在加工环节存在技术处理上的浪费。
三、箱式电主轴设计问题的解决对策
1.箱式电主轴振动设计问题的解决对策
在针对设计中的问题，可以从以下几个方面来解决：一是箱式电主轴与电主轴上的零件都要进过精密技术的处理，要严格按照规定的装置配件和调节校对数据来执行，电主轴的动平衡的准确度必须大于0.5级以上；二是电主轴整体的结构设计上一定要保证对称性，保证数控机床的操作的时候不因为两端的设计重量部队称造成不平衡，如果在一些特殊的电主轴设计中由于数控机床的作用不同，设计的时候无法达到平衡就在电主轴的电机壳外围进行一些特殊的质量处理，保证两端一致；三是关于电主轴内部一个重要的环节转子的设计，无论是运用与哪一种数控机床上一定要保证转子的外径有一定的空间，保证其在主轴上有活动的空间给机床的灵活使用做出一定的贡献。
2.箱式电主轴散热设计问题的解决对策
箱式电主轴散热设计上的问题解决的方案是：一关于电主轴内藏式电动机的散热问题，在这一个问题上主要采取的方式是在设计的时候给其电动机的内部增加一个能够实现外循环的冷却处理，或者是在电主轴的外围增加一个铝制的外壳，保证其热量能够很快的散掉，这样就保护的内藏式的电动机；二是关于轴承散热的设计，在这一点上我们可以采取的就是新型的陶瓷轴承，这种陶瓷的轴承，他的体积比传统的轴承小三分之一，因此从空间上就增加了轴承的活动，再在轴承的外围同样增加一个外围的循环制冷的设计，这样在轴承运转的过程中就能够快速的使其散热。
3.箱式电主轴节能设计问题的解决对策
关于箱式电主轴节能的设计问题，我们首先根据其设计上的具体问题来进行解决，首先是箱式电主轴本身的设计环节对空间、材料资源存在的问题，在面对这一个问题的时候首先要保证电主轴的设计在满足振动与散热的要求之后在设计的关键位置上可以采取纳米技术，这主要是运用在电主轴的转子上，因为转子是电主轴的中心环节，如果能够在转子上使用纳米的材质这样一个方面就满足了空间的设置，一个方面是在运转的过程中能够保证电主轴的使用率；二是箱式电主轴在数控机床运转的时候对电子物体加工上的不环保问题，因为电主轴的发展越来越快，一些高速的电主轴在运转的过程就会存在对于电子加工物体的浪费，这样再设计的时候就一定要对于每一个自动裁剪口处的密度问题进行要求，在设计的时候保证这个裁剪口与电子物体之间的距离误差保持在0.4mm到0.8mm之间。同时在一些数控机床电主轴的外围材质上进行一些处理，保证其在质量方面对于电子物体的传输减少损伤。除此之外，在今后的设计环节中关于电主轴的节能环节一定要不断的做出调整。
结束语
不断的对于数控机床电主轴的设计做出革新就是为了保证其在运转的过程中能够顺利完成新的技术，因此对于数控机床电主轴的设计问题上要不断的及时发现并加以解决，为数控机床电主轴的发展上升更大的空间，特别是在节能的设计上是我们电子技术时代关注的重点问题。
【参考文献】：
[1]雷春丽 芮执元. 数控机床电主轴热误差的预测方法[J]. 兰州理工大学学报.2012，（1）：12-16
[2]于子良. 数控机床电主轴设计的若干问题及探讨[J]. 装备制造技术.2008，（5）：45-47
摘要：数控机床随着我国社会经济技术的发展而发展的，现如今的数控机床电主轴的出现是在不断的将数控机床的应用推向一个新的技术时代，但是数控机床电主轴在发展的过程中也就不断的面对着这样那样的问题，文章就对于数控机床电主轴做一些简单的介绍，同時对于数控机床电主轴在设计过程中存在的问题：电主轴的振动与散热两大主要问题以及目前设计的热点问题节能进行简单的讨论，并对其在设计中的对策进行简要分析。
关键词：数控机床；电主轴；设计；问题；对策
【分类号】：TG333.2
关于数控机床的发展已经进入了第六阶段，在前五个阶段的发展中数控机床的革新主要是为了满足社会对于电子产品的需求，目前第六个阶段的发展已经要逐渐实现资源的再利用，在面对这一时期的发展过程对于数控机床电主轴的设计问题已经成为了关注的热点话题，在设计中存在的问题是实现设计突破的出发点，因此研究其设计的问题以及解决的对策成为了人们面对的焦点。
一、箱式电主轴的简介
箱式电主轴主要包括两个方面，一是电机；二是主轴。这两个方面的很好的将主电机与机床主轴很好的结合在了一起，目前箱式电主轴是最为常见的一种，箱式电主轴示意图如下图1 所示，这是一种主要是适用与数控机床的电主轴结构，包括设置在箱体内的主轴和变频电动机；电机包括壳体和转子，目前的电机采用有变频器控制电机，电机壳体直接安装在机床床头箱体尾端，电机转子用莫氏锥度与主轴连接，电机图示如下图2所示，
主轴就是电主轴，其特征是：传动效率高，动态响应快；省略了老传统的整套传动装置，降低了消耗，与传统数控机床相比具有明显的节能效果，可达10%～20%；采用变频器控制的变频电机，电机转速变化范围大，加工零件适用面大，提高了加工精度；编码器安装于床头箱体内部，采用空心轴磁性编码器；而且机床的震动小，稳定性高，噪音小。
二、箱式电主轴的设计问题
1.箱式电主轴的振动设计问题
箱式电主轴振动通常就是指一个物体在围绕一个中心点在周围进行循环式的运动，数控机床的振动对于所加工机械的准确度、质量都有一定的影响，同时机床的振动对于机床本身的使用寿命的影响也是至关重要的。电主轴作为数控机床中一个核心的位置，它的偏差对于数控机床的振动影响是很大的，目前的技术总结显示电主轴的振动分为：电主轴谐振、电磁振荡、机械振荡三种，这种不同的振动方式不同就要求了在对于电主轴设计的时候一定要考虑这三个方面的问题。
2.箱式电主轴的散热设计问题
箱式电主轴是数控机床中占据着核心位置，因此电主轴的运作决定着这个数控机床的运作，在一个数控机床中电主轴的运转是非常快，中间就会产生很大的热量，造成电主轴的温度很高，因此对于电主轴在设计的时候一定要注意散热保护，能够在一定的技术上保证其正常的维持在一个恒定的温度范围内。箱式电主轴的热量主要分为：内藏式高速电动机的散热、主轴轴承的散热两种情况，因此在设计的时候主要注意这两个环节能够及时进行冷却保护。
3.箱式电主轴的节能设计问题
箱式电主轴的节能设计成为了目前关于电主轴设计问题中最为热点的问题，电主轴的节能设计的主要问题有两个方面的原因：一是箱式电主轴本身的设计环节无论是从空间上还是从材料资源上都存在一定的浪费；二是箱式电主轴在数控机床运转的时候，由于其作为一种新型的技术，对于电子物体在加工环节存在技术处理上的浪费。
三、箱式电主轴设计问题的解决对策
1.箱式电主轴振动设计问题的解决对策
在针对设计中的问题，可以从以下几个方面来解决：一是箱式电主轴与电主轴上的零件都要进过精密技术的处理，要严格按照规定的装置配件和调节校对数据来执行，电主轴的动平衡的准确度必须大于0.5级以上；二是电主轴整体的结构设计上一定要保证对称性，保证数控机床的操作的时候不因为两端的设计重量部队称造成不平衡，如果在一些特殊的电主轴设计中由于数控机床的作用不同，设计的时候无法达到平衡就在电主轴的电机壳外围进行一些特殊的质量处理，保证两端一致；三是关于电主轴内部一个重要的环节转子的设计，无论是运用与哪一种数控机床上一定要保证转子的外径有一定的空间，保证其在主轴上有活动的空间给机床的灵活使用做出一定的贡献。
2.箱式电主轴散热设计问题的解决对策
箱式电主轴散热设计上的问题解决的方案是：一关于电主轴内藏式电动机的散热问题，在这一个问题上主要采取的方式是在设计的时候给其电动机的内部增加一个能够实现外循环的冷却处理，或者是在电主轴的外围增加一个铝制的外壳，保证其热量能够很快的散掉，这样就保护的内藏式的电动机；二是关于轴承散热的设计，在这一点上我们可以采取的就是新型的陶瓷轴承，这种陶瓷的轴承，他的体积比传统的轴承小三分之一，因此从空间上就增加了轴承的活动，再在轴承的外围同样增加一个外围的循环制冷的设计，这样在轴承运转的过程中就能够快速的使其散热。
3.箱式电主轴节能设计问题的解决对策
关于箱式电主轴节能的设计问题，我们首先根据其设计上的具体问题来进行解决，首先是箱式电主轴本身的设计环节对空间、材料资源存在的问题，在面对这一个问题的时候首先要保证电主轴的设计在满足振动与散热的要求之后在设计的关键位置上可以采取纳米技术，这主要是运用在电主轴的转子上，因为转子是电主轴的中心环节，如果能够在转子上使用纳米的材质这样一个方面就满足了空间的设置，一个方面是在运转的过程中能够保证电主轴的使用率；二是箱式电主轴在数控机床运转的时候对电子物体加工上的不环保问题，因为电主轴的发展越来越快，一些高速的电主轴在运转的过程就会存在对于电子加工物体的浪费，这样再设计的时候就一定要对于每一个自动裁剪口处的密度问题进行要求，在设计的时候保证这个裁剪口与电子物体之间的距离误差保持在0.4mm到0.8mm之间。同时在一些数控机床电主轴的外围材质上进行一些处理，保证其在质量方面对于电子物体的传输减少损伤。除此之外，在今后的设计环节中关于电主轴的节能环节一定要不断的做出调整。
结束语
不断的对于数控机床电主轴的设计做出革新就是为了保证其在运转的过程中能够顺利完成新的技术，因此对于数控机床电主轴的设计问题上要不断的及时发现并加以解决，为数控机床电主轴的发展上升更大的空间，特别是在节能的设计上是我们电子技术时代关注的重点问题。
【参考文献】：
[1]雷春丽 芮执元. 数控机床电主轴热误差的预测方法[J]. 兰州理工大学学报.2012，（1）：12-16
[2]于子良. 数控机床电主轴设计的若干问题及探讨[J]. 装备制造技术.2008，（5）：45-47