械毕业设计（论文）文献综述机240XDJ10Y加工中心电主轴设计.doc

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1、文献综述一、国内外研究现状及发展动态：国内对电主轴技术的研究始于20实际60年代，主要用于零件表面磨削，这种电主轴的功率低，刚度小，并且它采用无内圈式向心推力轴承，限制了高速电主轴的产业化。到80年代，随着国内高速主轴轴承的开发成功，研制出一系列高刚度、高速电主轴，广泛应用于各种内圆磨床和各个机械制造领域。在90年代后由磨用电主轴转向铣用电主轴，它不仅能加工各种形体复杂的模具，而且开发了用于木工机械用的风冷式高速铣用电主轴，推动了高速主轴在切削中的应用性。在国内以洛阳轴承研究所（洛阳轴研科技股份有限公司）为代表，早在1958年就研制出了磨用电主轴之后又研发了大功率、高转速系列电主轴，磁悬浮和静

2、压电主轴等，并将电主轴在90年代应用于大型数控铣床，加工中心和数控车床，是我国电主轴技术的引领者。广州工业大学高速加工和机床研究所也开发研制了多种电主轴，并应用于数控铣床由于近些年数控加工技术的飞速发展，在军工、基础装备制造，航空航天等领域对高速电主轴的迫切需要，国内的电主轴研究也得到了很大的发展。同济大学、北京机床研究所和上海机床厂在高速电主轴方面也取得了很大的成就。目前国内生产的磨削用电主轴的转速在15000/min以内；加工中心用电主轴的转速最高30000r/min，转矩达200Nm的加工中心用电主轴转速只有4000r/min；车削用电主轴最高转速可达12000r/min，最大功率只有1

3、1kw。在电主轴的润滑方面，国外普遍采用先进的油气润滑技术，而我国主要以油脂润滑和油雾润滑为主。国外电主轴最早用于内圆磨床，上世纪80年代，随着数控机床的高速切削技术的发展和需要，逐渐将电主轴技术应用于加工中心、数控铣床等高档数控机床。目前电主轴已经成为现代数控机床最主要功能部件之一，世界上形成许多著名的机床电主轴功能部件制造商，它们生产的电主轴功能部件已经系列化。具有代表性有美国福特公司和Ingersoll公司联合推出的HVM800卧式加工中心的最大功率电主轴最高转速达15000r/min由静止升至最高转速仅需15S。瑞士IBAG公司在电主轴行业技术领先现在被公认为代表了行业的发展趋势。IB

4、AG公司提供的电主轴已经系列化、标注化电主轴最大转速可达140000r/min，直径范围33到300mm，功率范围125kwSokw，扭矩范围0.02300Nm。日本三井精机公司生产的HT3A卧式加工中心采用陶瓷轴承支撑的电主轴，主轴转速达40000r/min，此外还有瑞士的Fisher公司、德国GMN公司、Hofer公司、西门子、意大利的Faemat公司和Gamfior公司等。以上这些公司生产的电主轴有以下特点：1. 功率大、转速高。2. 采用高速、高刚度轴承。3. 精密加工与精密装配工艺水平高。4. 配套控制系统水平高。现在的机械加工工艺要求的主轴转速越来越高，高转速也越来越成为衡量一个产

5、品水平的标志，成为商家竞争的焦点，谁先采用了更高转速的主轴，谁便在激烈的竞争中拥有了一张硬牌。趋势就是：以专业厂家生产的高质量的电主轴取代各机床厂家自己生产的传统主轴，电主轴将会像直线导轨一样成为机床标准部件。而我国设计生产的高转速电主轴具有以下特点： 起动性能好，力矩大，效率高； 分别采用日本、德国、法国生产的精密钢珠轴承，超精密陶瓷球轴承； 结构可靠、密封性能优良、精度高，使用寿命长； 噪音低、振动小、运转平稳； 迅速、定位准确的自动换刀； 高端产品采用磁悬浮轴承，交流永磁同步电动机。 【注】1控制系统包括转子自动平衡系统、轴承油气润滑与精密控制系统、定转子冷却温度精密控制系统、主轴变形温

6、度补偿精密控制系统等。【注】2电主轴的一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。二、文献的查阅范围及手段：Kluwer全文期刊数据库、Asme数据库、Springer Link全文期刊数据库、Elsevier Science期刊等电子期刊全文数据库、中国期刊网、万方期刊网、重庆维普全文数据库、中国机械设计手册及机床设计图册、导师提供的部分资料、通过互联网检索等。三、主要参考文献：1. 张伯霖，杨庆东，陈长年. 高速切削技术及应用. 北京：机械工业出版社，2002,92. 严武升. 超高速电主轴的几个问题. 机械科学与开发，1998，

7、Vol.17:4284303. 张伯霖，张志润，肖曙红. 超高速加工与机床的零传动.中国机械工程，1996,7(5)：37414. 张伯霖. 超高速切削的关键技术. 机床，1993. 115. 匿名. 数控机床为什么用境外部件配套. 中国机床商业网，2003.09.05. 6. 马家驹等. 高速角接触球轴承的结构. 机电工程. 1998（5）.7. 克利宗 AC 等转子动力学弹性支承. 北京: 科学出版社，19878. 哈托 DJ. 振动分析的矩阵计算机方法. 北京: 机械工业出版社，19829. 胡海昌. 弹性力学的变分原理及其应用. 北京: 科学出版社，198110. Spur G .等.

8、 主轴轴承系统的计算: 利用结构修正法确定静态和动态性能. 国外轴承，1991，（4）11. Brandlein J. 滚动轴承支承机床主轴的特性. 国外轴承，1991，（2）12. 刘鸿文. 材料力学. 北京: 高等教育出版社，197913. 机械设计手册. 机械工业出版社，199514. 吴善元 . 金属切削原理与刀具 . 机械工业出版社，199515. 机床设计手册 . 机械工业出版社 ,199516. 机械加工工艺师手册 . 机械工业出版社，2001.816. 编写组，机床设计手册第三册 .机械工业出版社 ，1986.1218. 戴曙，金属切削机床设计，机械工业出版社，1981.19.

9、胡育辉.数控铣床加工中心.辽宁科学技术出版社，2005.1.20.徐宏海，谢富春等。数控铣床.化学工业出版社，2006，12.21.洛阳轴承研究所 .磨削电主轴设计和应用中的一些问题轴承技术N. 内部资料. 1988.1.22Sawamoto T，KonishiKThe Improvement of High Rigidity Spindle System for HigherRotational SpeedJournal of JSME 1980，25:11912523Bert R.Jorgensen，Yung C.Shin.Dynamics of Machine Tool Spindle/Bearing Systemsunder Thermal Growth.Journal of Tribology，1997，119(10):87588224 SKF precision bearings, Printed in Germany by Weppert GmbH & Co. KGM, 1991.