热稳定性好
电主轴自身产生的热量主要来自于电机和轴承。高性能磨用电主轴一般采用转子内部无感应电流、涡流和铁耗小、发热少的永磁同步电机,可有效降低主轴本身的发热[3]。与此同时,采用低温升轴承并根据实际工况定制化加载轴承预负荷,降低轴承的发热。主轴产生的热量少,轴向稳定好,可获得较好的表面加工精度。
刚性高
主轴设计时采用**轴系结构,并采用高刚性系列轴承。如图1所示,轴端接口采用 HSK-C 系列高可靠性手动刀柄接口,因其采用1∶10短锥及端面双定位 ,0.008~0.010 过盈连接,使得动、静态联接刚性大、扭矩传递能力强、联接可靠性突出,该接口之前广泛应用于加工中心主轴,近年也应用于磨用电主轴,可有效提高主轴砂轮连接杆的刚性和重复定位精度。
扭矩大、功率高
根据用户的实际需求,电机一般采用铸铜转子或永磁同步电机,相同条件下,功率可提高 30%~50%,甚至更高。尤其是永磁同步电机,具有**的硬转矩特性,在负载波动情况下具有较高的转速稳定性,易于获得较好的表面质量。永磁同步电机的优异性能如表 1 所示。
高精度、低振动、低噪声
主轴同精密轴承一样,对精度、振动及噪声的需求无止境,高性能磨用电主轴,转轴上旋转件动平衡精度等级在 G0.4 级,甚至以上的级别,一般采用 P4A及P2级以上精密滚动轴承。加工及装配过程中需严格控制电机定、转子同轴度,保证主轴运转时磁拉力均匀,以实现主轴高精度、低振动、低噪声。
指标对比
高性能磨用电主轴各项指标远胜传统的磨用电主轴 , 各 别 指 标 项 也 优 于 2021 年 新 实 施 的 JB/T10801.4-2020 行业标准,具体指标对比[7]如表 2 所示。从表中可看出,高性能磨用电主轴各项指标高于行业标准,代表着当前国内磨用电主轴发展的水平。