在切削加工中，為適應不斷增加的小型工件的精密加工要求溺硼，應提高銑床的精度并實現(xiàn)刀具的小型化肥刻。銑削電主軸在此加工中起到關(guān)鍵的作用。新一代的主軸對轉(zhuǎn)速邪涕、精度和可靠性的要求明顯提高茄溢。

    關(guān)于同步電機是否優(yōu)越于異步電機的觀點還不能一概而論，而是要根據(jù)實際的加工情況而定椭集。通常而言異步電機十分可靠耐用蝉狭。同步電機的性能可以和異步電機相媲美，只是對變頻器參數(shù)沒有精確設定時的反應過于靈敏咳龄。因此優(yōu)化由變頻器和主軸組成的整個驅(qū)動系統(tǒng)設計極為重要撞恰。異步電機的一個優(yōu)勢為耐高溫性。同步電機由于轉(zhuǎn)子上附著磁體迎反，在120℃～150℃有去磁效應审服，從而耐高溫性較差。

同步電機成為明顯發(fā)展趨勢

    與異步電機相比旷似，同步電機的優(yōu)勢在于更大的扭矩和功率密度烤惊。此外，由于同步技術(shù)可實現(xiàn)更大的軸孔吁朦，由此可實現(xiàn)更大的軸心外徑柒室，從而提高主軸的靜態(tài)剛性及動態(tài)性能。

    通常而言逗宜，同步電機產(chǎn)生的軸心溫度較低雄右。這將有助于降低軸心的伸長和提高主軸的精度。同步電機的一個缺點為較小的去磁范圍锦溪。此外不脯，在去磁環(huán)境中必須有測試系統(tǒng)來檢測轉(zhuǎn)子的位置，這將提高系統(tǒng)費用。然而基于上述優(yōu)點防楷，同步電機技術(shù)仍將為明顯的發(fā)展趨勢牺丙，因為它可以提高主軸的功率、精度和動態(tài)性能复局。

軸心冷卻越顯重要

    在過去的若干年中冲簿，精密加工對主軸的要求給人們留下的印象僅為更高的轉(zhuǎn)速。這種印象在現(xiàn)實中并沒有錯誤屏糊，但人們也注意到吓缴，至少主軸更高的可靠性和熱穩(wěn)定性應該予以更多地重視。瑞士（Herzogenbuchsee）Fischer公司的電主軸軸心冷卻系統(tǒng)對上述要求給出了解決方案唯诞。軸心的冷卻技術(shù)將大幅改善主軸的精度和可靠性少迁。此外，軸心冷卻系統(tǒng)還對主軸軸承系統(tǒng)的設計提供了新的可能性植嚼。

對主軸溫度分布的影響

    Fischer軸心冷卻系統(tǒng)使整個軸心遏貌、轉(zhuǎn)子和軸承內(nèi)環(huán)的直接冷卻成為可能。冷卻將通過在軸心內(nèi)的多個通道實現(xiàn)钾非，在通道內(nèi)流經(jīng)冷卻介質(zhì)（如水或油）获玻。系統(tǒng)的核心部件為三通道的回轉(zhuǎn)接頭，它使冷卻介質(zhì)流入和流出旋轉(zhuǎn)的軸心成為可能巨均÷菩郑回轉(zhuǎn)接頭的第三個通道用來刀具內(nèi)部冷卻。系統(tǒng)的密封為無接觸式测捎。（圖1）為主軸基本構(gòu)成弓洒，軸心冷卻系統(tǒng)中冷卻介質(zhì)流動通道及一般的主軸軸殼冷卻圖示。除了產(chǎn)品的創(chuàng)新外涛贯，F(xiàn)ischer公司還在加工制程中有多項創(chuàng)新诽嘉，以保證能夠可靠地在軸心中加工出冷卻通道。通過對軸心弟翘、轉(zhuǎn)子和軸承內(nèi)環(huán)的直接冷卻使熱量對主軸的影響得以減小虫腋。實驗證明，通過軸心冷卻可以比無軸心冷卻多帶走1kW的熱損功率稀余。圖2為軸心冷卻系統(tǒng)對主軸MFW-1412/35VC悦冀，HSK-E50的影響。通過軸心冷卻可使刀具接口處溫度降低25K睛琳。因此盒蟆，F(xiàn)ischer帶軸心冷卻的電主軸對刀具幾乎沒有升溫的影響。

    這種溫度分布的良性變化改善了TCP重復精度（TCP=刀具中心點）和機床的熱機運轉(zhuǎn)精度师骗。由于主軸的溫度很低历等，使系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性明顯提高讨惩，轉(zhuǎn)速對溫度變化的影響幾乎消除。被測試主軸的總熱伸長量由于軸心冷卻減少了70%寒屯，此外荐捻，達到穩(wěn)定溫度的時間也減少了80%。與此同時主軸較低的運轉(zhuǎn)溫度將減少對機床的熱影響下桃，進而提高機床精度昨镊。

用于高轉(zhuǎn)速和長使用壽命的油脂供給技術(shù)

    在加工吸濕性的材料時油脂潤滑主軸經(jīng)常要比油氣潤滑主軸更為適合。除了降低成本外磅愤，另一個選擇油脂潤滑的原因為減少故障因素的可能性梁捉。這些故障因素，如不正確的油氣潤滑設置举库，使用不適合或清凈度不足的潤滑油等箍属。

高精無接觸軸承技術(shù)

    在微量精密切削中除了滾珠軸承外，無接觸軸承（空氣軸承）技術(shù)日顯重要塔奋〔矫空氣軸承特別適合用于應用范圍和主軸負載明確枯昂，或?qū)Ρ砻娴膾伖饧庸ご妓АＬ貏e是在小刀具，高轉(zhuǎn)速霸瘾，高精度的要求下空氣軸承尤為適合隐听。另一個優(yōu)點為無磨耗旋轉(zhuǎn)，比油氣潤滑或油脂潤滑軸承有更長的使用壽命唆涝。尤其是在主軸漏油影響工件質(zhì)量或因油的污染損壞工件時找都，空氣軸承的優(yōu)勢更加明顯±群ǎ空氣軸承應用的一個典型的例子是在印刷電路板的鉆孔能耻。除了空氣軸承極低的噪聲外，還可達到極高的動態(tài)旋轉(zhuǎn)精度（<1μm）亡驰。由于空氣軸承的旋轉(zhuǎn)面無磨耗晓猛，和滾珠軸承相比，主軸的旋轉(zhuǎn)精度隨著運行時間保持不變凡辱。在精密微量切削中空氣軸承結(jié)合同步驅(qū)動技術(shù)后戒职，在考慮到運行噪聲，使用壽命和發(fā)熱方面的因素透乾，可獲得理想的主軸系統(tǒng)洪燥。

    Fischer Precise在研發(fā)應用于精密微量切削的空氣主軸上取得了很大的成就，在印刷電路板工業(yè)中已獲得了很多經(jīng)驗乳乌。配有同步電機捧韵，最高轉(zhuǎn)速至200 000r/min的ASD 200已證明是能滿足微量精密切削的主軸產(chǎn)品景姓。Precise應用專利的空氣軸承具有僅40Nl/min極低的空氣消耗。

正確選擇刀具和夾刀系統(tǒng)

    主軸和刀具之間的接口數(shù)量影響夾持精度社衰。刀具和主軸之間的接口越少蕊欣，可達到的夾持精度越高。熱縮式HSK帶有兩個內(nèi)部接口無疑是當前的標準稻漏。為了達到更高的精度可通過精密筒夾愈秕，熱縮式聯(lián)接或多邊形夾持技術(shù)在軸心內(nèi)直接夾持。軸心內(nèi)直接夾持的一個缺點為所有刀柄直徑必須相同俗运。對此應用的轉(zhuǎn)換接頭通常較麻煩并增加的接口數(shù)量言盼。

    HSK接口的最大允許圓周線速度限制了主軸的轉(zhuǎn)速。HSK-E25可實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)速80 000r/min帜贝，HSK-E32可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速60 000r/min筐成，因此對小刀具加工只能用折衷的圓周線速度驅(qū)動。一種可能的解決方案為應用一前置主軸示谐，如氣動主軸谣皇，可通過HSK接口和主軸聯(lián)接。這種解決方案將減小機床的工作空間而且由于接口數(shù)量使可達到的精度降低拔调。但該方案對較廣泛的加工應用無疑可作為一種選擇朴沿。在微量精密切削中為到達一定的加工精度，刀具本身的精度也是一個極為重要的因素败砂。

針對性的降低熱影響

    對Fischer Precise而言赌渣，降低主軸對Z軸的熱量影響已經(jīng)是標準技術(shù)。應用的同步電機尤其降低了在負載下對軸心的升溫昌犹，而且還將使熱量對微量切削精度的影響降低到最小坚芜。此外，F(xiàn)ischer Precise還致力于對主軸軸殼冷卻的優(yōu)化斜姥。其目標為盡可能使溫度分散均勻從而避免主軸軸殼由于溫度的不均勻擴散在微米范圍內(nèi)的變形鸿竖。所應用的冷卻裝置應具有極小的反應時間延遲，以消除熱量對軸向位置精度的影響铸敏。冷卻介質(zhì)的溫度變化在± 2K時就可導致切削刀刃在幾微米內(nèi)變化缚忧，這也將同樣影響到微量精密切削中工件的表面精度，因此應盡量減少冷卻介質(zhì)的溫度變化搞坝。

根據(jù)需要選擇適合的主軸

    Fischer Precise具有廣泛的產(chǎn)品范圍搔谴，可根據(jù)不同的微量精密切削提供適合的主軸。同步電機驅(qū)動方案桩撮，不同的刀具夾持系統(tǒng)逸渤，緊湊的主軸結(jié)構(gòu)及外型（以減少機床動態(tài)的運動慣量），智能的冷卻方案仆腐，先進的軸承系統(tǒng)均含在Fischer Precise的產(chǎn)品范圍中骂间。結(jié)合全面的主軸系統(tǒng)集成于機床的技術(shù)咨詢敢铲，F(xiàn)ischer Precise集團為微量精密切削的高精度，高效機床提供核心的解決方案伞买。
 
 
 

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