電主軸是最近幾年在數(shù)控機床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術(shù)。電主軸是一套組件，它包括電主軸本身及其附件：電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置等。電主軸廠家講到電動機的轉(zhuǎn)子直接作為機床的主軸，主軸單元的殼體就是電動機機座，并且配合其他零部件，實現(xiàn)電動機與機床主軸的一體化。

隨著電氣傳動技術(shù)（變頻調(diào)速技術(shù)、電動機矢量控制技術(shù)等）的迅速發(fā)展和日趨完善，高速數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現(xiàn)了機床的“零傳動”。這種主軸電動機與機床主軸“合二為一”的傳動結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對獨立出來，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。由于當前電主軸主要采用的是交流高頻電動機，故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動環(huán)節(jié)，有時又稱它為“直接傳動主軸”。特性為高轉(zhuǎn)速、高精度、低噪音、內(nèi)圈帶鎖口的結(jié)構(gòu)更適合噴霧潤滑。

高頻主軸的技術(shù)結(jié)構(gòu)：

1、高速軸承技術(shù)

電主軸通常采用動靜壓軸承、復合陶瓷軸承或電磁懸浮軸承。

動靜壓軸承具有很高的剛度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工質(zhì)量、延長刀具壽命、降低加工成本，這種軸承壽命多半無限長。

復合陶瓷軸承目前在電主軸單元中應(yīng)用較多，這種軸承滾動體使用熱壓Si3N4陶瓷球，軸承套圈仍為鋼圈，標準化程度高，對機床結(jié)構(gòu)改動小，易于維護。

電磁懸浮軸承高速性能好，精度高，容易實現(xiàn)診斷和在線監(jiān)控，但是由于電磁測控系統(tǒng)復雜，這種軸承價格十分昂貴，而且長期居高不下，至今沒有得到廣泛應(yīng)用。

2、高速電機技術(shù)

電主軸是電動機與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電動機的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分，理論上可以把電主軸看作一臺高速電動機。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡；

3、冷卻裝置

為了盡快給高速運行的電主軸散熱，通常對電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑，冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。

4、內(nèi)置脈沖編碼器

為了實現(xiàn)自動換刀以及剛性攻螺紋，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實現(xiàn)準確的相角控制以及與進給的配合。

5、自動換刀裝置

為了應(yīng)用于加工中心，電主軸配備了自動換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸等；

6、高速刀具的裝卡方式

廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。

7、高頻變頻裝置

要實現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電動機，變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。

高頻主軸的結(jié)構(gòu)精度說明及油氣潤滑：

電主軸由無外殼電機、主軸、軸承、主軸單元殼體、驅(qū)動模塊和冷卻裝置等組成。電機的轉(zhuǎn)子采用壓配方法與主軸做成一體，主軸則由前后軸承支承。電機的定子通過冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。主軸的變速由主軸驅(qū)動模塊控制，而主軸單元內(nèi)的溫升由冷卻裝置限制。在主軸的后端裝有測速、測角位移傳感器，前端的內(nèi)錐孔和端面用于安裝刀具。

電主軸是一個高精度的執(zhí)行元件，而影響電主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素有：

①主軸誤差

主要包括主軸支承軸頸的圓度誤差、同軸度誤差（使主軸軸心線發(fā)生偏斜）和主軸軸頸軸向承載面與軸線的垂直度誤差（影響主軸軸向竄動量）

②軸承誤差

軸承誤差包括滑動軸承內(nèi)孔或滾動軸承滾道的圓度誤差，滑動軸承內(nèi)孔或滾動軸承滾道的波度，滾動軸承滾子的形狀與尺寸誤差，軸承定位端面與軸心線垂直度誤差，軸承端面之間的平行度誤差，軸承間隙以及切削中的受力變形等。

③主軸系統(tǒng)的徑向不等剛度及熱變形

從以上可以看出影響電主軸回轉(zhuǎn)精度的主要原因就是軸承磨損，軸及接觸面磨損。為了保證我們的電主軸能在保證精度的情況下正常工作，我們就要盡可能的降低軸承相關(guān)部位的磨損率，而降低磨損的主要方式就是潤滑，對軸承進行潤滑處理，保證良好的潤滑及冷卻效果。因此選擇合理正確的潤滑方式是保證電主軸正常工作的重要條件。

經(jīng)過多年研究和一些客戶的反應(yīng)，油氣潤滑裝置使用在電主軸上面被普遍認可，俗稱“電主軸油氣潤滑裝置”。電主軸油氣潤滑裝置通俗的解釋就是，油跟隨氣體的流動而往前運動。氣體在運動過程中，會帶動附著在管壁上面的少量油滴進入到兩邊的傳動軸承，噴灑到摩擦面上的是帶有油滴的油氣混合體。這種潤滑裝置不僅經(jīng)濟、環(huán)保、快速、高效，更重要的是油滴適中，不會造成因油量過多軸承無法散熱，也不會造成因油量過多，軸承在高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生背壓，避免了電主軸負載增加，更不會產(chǎn)生竄動現(xiàn)象。

高頻主軸的保養(yǎng)：

（1）操作員在每天工作完后要使用吸塵器清理電主軸的轉(zhuǎn)子端和電機接線端子上的廢屑，防止廢屑在轉(zhuǎn)子端和接線端子上堆積，以此避免廢屑進入軸承，加速高速軸承的磨損；避免廢屑進入接線端子，造成電機短路燒毀。

（2）每次對電主軸更換刀具時，操作員必須要將壓帽卡頭擰下，不能使用直接插拔刀具的方法換刀！操作員要養(yǎng)成一個習慣，在卸刀后要將卡頭和壓帽清理干凈。

（3）每天開機后操作員必須檢查電主軸的冷卻水流地工作狀態(tài)，要檢查水泵是否正常工作，要檢查冷卻水是否被水垢、微生物污染，要檢查管路狀態(tài)是否正常，必須要保證冷卻水正常循環(huán)！嚴禁在電主軸內(nèi)無冷卻水通過的情況下開啟電主軸！只有在正常冷卻的前提下電主軸才能處于良好的工作狀態(tài)。如果水管有死彎造成水流不暢或有污垢堵塞管道，就會造成電主軸無法正常工作，并會影響加工效果。