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电主轴图纸.dwg
（CAD图纸）
定子.dwg
（CAD图纸）
后端盖.dwg
（CAD图纸）
后轴承挡灰板.dwg
（CAD图纸）
机床高速电主轴的结构设计说明书.doc
机床高速电主轴总装配图.dwg
（CAD图纸）
机壳.dwg
（CAD图纸）
冷却套.dwg
（CAD图纸）
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前端盖.dwg
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外文翻译--制造工程与技术.doc
油气润滑喷嘴.dwg
（CAD图纸）
摘要.doc
转子.dwg
（CAD图纸）
主轴工作时，因受力而发生个极为微弱的空间位置改变，对应的位置传感器可以测出这变化值，然后传递给反馈与自动控制装置，控制装置通过调节相应位置的磁力，使主轴快速的回到理想位置，从而实现主轴始终绕理想回转中心高速旋转的目的。
磁悬浮轴承是目前唯投入实用的可以实现主动控制的先进轴承，具有许多传统轴承不可比拟的优点转速极高摩擦损失小寿命长，维护成本低不需要润滑系统，结构紧凑，无污染能够进行实时监机床，高速，主轴，结构设计，毕业设计，全套，图纸电机结构示意表附录系列电机性能参数表附录系列陶瓷球滚子轴承参数表附录系列陶瓷圆柱棍子轴承参数表内容摘要当前的制造业的机床正步步的向着高速高功率高效率等方向发展，个国家的制造业实力往往就体现在这些方面。
高速机床电主轴是高速机床的核心部件，有着非常广阔的应用前景。
发展和应用高速机床电主轴技术，能极大的提高工厂的生产力加工精度和加工质量等等系列加工时的指标。
本毕业设计旨在根据实际需求，设计个满足要求且不乏经济性的高速机床电主轴的结构。
首先对高速机床电主轴的关键技术进行分析，其次对轴承散热动平衡等关键部分进行初步设计，然后对电主轴进行结构设计，最后验证设计，确保本毕业设计能够满足要求。
本研究设计的工作主要在以下几个方面分析高速机床电主轴主要存在的问题以及有关高速机床电主轴的关键技术，对电主轴的轴承及其润滑技术冷却和散热动平衡等方面进行研究，结合实际需求，对这些关键部位进行初步设计对电主轴进行整体设计，包括轴承的选型及其刚度计算电机的选型以及主轴的各项参数的计算，并验算结果。
关键词高速电主轴电主轴关键技术用于磨削小孔的高频电主轴，当时的变频器采用的是真空电子管，虽然转速高，但传递的功率小转矩也小。
随着高速切削的发展的需要和功率电子器件微电子器件和计算机技术的发展，产生了全固态元件的变频器和矢量控制驱动器，加上混合陶瓷轴承的出现，使得在世纪末期出现了大批用于高速切削的大功率大转矩高转速的高速机床电主轴。
作为国民经济支柱产业的制造业，是衡量个国家科学技术发展水平的重要标志，高速切削技术是加工制造技术的次革命性突破，是未来窃谑加工技术的重点发展方向。
高速切削技术是指利用超硬材料的加工刀具和高转速高精度和高自动化的制造装备，以实现切除效率加工质量和加工精度大幅度提升的先进制造技术。
图.萨洛蒙曲线高速切削起源于世纪年代，当时德国著名的切削物理学家卡尔•萨洛蒙博士提出了高速切削假设，阐述了著名的超高速切削理论，即萨洛蒙原理如图.所示，在常规切削速度范围内区，随着切削速度的增大，切削温度及刀具磨损程度呈线性增加，切削速度达到时，刀具会因为无法承受如此高的温度和磨损而不能继续使用，但是当切削速度增加到数值般常规切削速度的倍后，切削速度和刀具磨损速度反而随着切削速度的增加而降低。
当速度达到以上时，切削温度已经降到以下，又处于刀具允许的切削条件范围之内，因而对于每种工件材料，存在个从的速度范围区，在这个速度范围内，由于切削温度太高高于刀具材料允许的最高温度，任何刀具都无法承受，切削加工不可能进行，而处于以上切削速度的加工，就是高速切削加工。
实践证明随着切削速度的提高，切屑形态从带状片状到碎屑状发展，所需单位切削力在初期呈上升趋势，而后急剧下降，这说明高速切削比常规切削轻快，两者的机理也不同。
高速切削速度比常规切削速度几乎高出个数量级，正是萨洛蒙理论的出现，才得以使高速切削在理论上成为可能。
高速加工是种不增加设别数量而大幅度提高加工效率的技术，其切削速度范围与工件材料的种类加工方式有关。
高速切削技术的特点及应用高速加工能显著地提高生产率和降低生产成本，是项非常有前景的先进制造技术。
高速切削具有以下优点切削速度和进给速度可以同时成倍数的提高，是的机床空行程速度大幅提高，大大减少了空运行时间，从而极大的提高了机床的生产率在切削速度达到定值后，切削力可降低以上，尤其是径向切削力的大幅减少，特别有利于薄壁类和薄板类等刚性较差的零件的高速精密加工高速加工中工件热变形的可能性减小。
在高速切削时，切削的切除产生在极端的瞬间，甚至更多的切削热未及传递给工件，就被切削飞速带走，可基本上保持加工冷态，这非常有利于加工对温度和热变形十分敏感的零件，特别适用于加工镁合金零件高速切削时，由于切削机理的变化，加工更为平稳，由震动产生的加工误差更小，加工精度和加工表面质量都得到较大程度的提高。
高速加工条件下，表面硬化层深度和微观组织的热损伤都有所减小，同时在加工表面残存的应力也更小，从而可以保证零件有较好的使用性能。
所以高速切削不仅可以大大减少加工工序，提高加工效率，而且可以用于精密件加工和表面有特殊要求的零件的加工由于高速切削，零件的单件加工时间缩短了在亿台机床经过次装夹就能完成零件所有的粗半精精加工，提高了效率高速加工提高了零件表面粗糙度质量，免去了后续的光整加工以及部分电加工工序。
因此，综合几方面的因素，可大幅度降低加工成本。
自从提出高速切削技术以来，经过半个世纪的探索和研究，随着数控机床刀具技术电脑软硬件技术的发展，年代末高速切削开始正是应用于实际，年代开始快速发展并广泛应用于模具汽车航空航天等领域的各种合金材料铝钢铸铁及碳纤维塑料等复合材料的加工。
因高速切削具有以上有别于普通切削的特点，所以高速切削已经当前机床领域的热点。
.电主轴技术电主轴技术概述主轴是高速机床的主要工作部件，也是整个机床的核心功能部件，而电主轴因为结构上的优越性和具有其他类型主轴无法代替的性能优势，几乎是高速机床主轴的唯选择。
电主轴的结构形式和性能将直接决定机床的性能，因此研究电主轴系统非常有意义。
传统主轴是驱动电机通过皮带齿轮副等中间传动装置带动主轴旋转进行工作，电主轴，即电机内置式主轴，是将无外壳高速电机空心转子直接热装在机床主轴上，带有冷却套的定子则安装在主轴单元的课题内，其间不再使用皮带齿轮及联轴器等中间传动部分，电机直接驱动轴体，从而实现“零传动”的电机轴体体化主轴功能部件，因此又被成为内装式电主轴。
电主轴是个复杂的系统，包括空心转轴前后轴承电机定子和转子冷却套外壳等基本机械部件以及专门的冷却系统。
变频驱动器润滑装置报警及停车装置控制系统等系列支持电主轴运转的外围设备，具体结构如图.所示。
与传统机床主轴相比，电主轴具有如下特点主轴由内装式电机直接驱动，省去了电机与主轴之间的变速装置，具有结构紧凑。
机械效率高震动小精度高和噪声低等特点如果采用交流电机，利用交流变频技术，可以实现转速范围内的无级变速，能够针对不同的工况和负载状况对转速和扭矩进行实时调整利用与电机胚胎的闭环适量伺服控制技术，不但可以实现低速大转矩高速大功率的功能，而且可以满足精确定位停机和轴加工需求电主轴更容易实现高速化，具有较好的稳定性和动态性能，可以更好的满足高速高效高精加工的要求由于省去了中间环节的外力作用，主轴运行更平稳，本身不存在对轴承的额外冲击，使主轴轴承在良好工作环境下运转，寿命得到延长主轴和转子的直接结合，使主轴成为真正意义上的独立功能部件，能够更具不同的机床类型和型号配置相应的电主轴，使主轴标准化专业化单元化和规模化生产逐渐成为现实。
国外电主轴技术的发展现状与趋势由于国外发达国家制造业底蕴丰富，综合技术水平较高，且对高速电主轴技术研究较早，所以电主轴单元发展较快，技术水平也处于领先地位，并且随着变频技术及数字技术发展的日趋完善，逐渐形成了系列标准产品，在机床行业得到普遍应用。
目前国外主要工业发达国家均有装备优良的电主轴专业生产厂家，可以批量的生产用于高速机床和加工中心的电主轴，其中著名的有瑞士的公司日本的公司德国的公司美国的公司瑞典的公司意大利的公司等。
总体上来看，国外的高速电主轴具有功率大转速高采用高速高刚度轴承精密加工与精密装配工艺水平高和台套控制水平高等特点。
其发展趋势主要表现在以下几个方面继续向速度更高刚度更大的方向发展向低速大转矩高速大功率等方向发展电机类型与控制方式向多样化方向发展进步向高精度高可靠性和高工作寿命方向发展轴承的类型向多样化方向发展向智能化多功能方向发展向标准化方向发展。
国内电主轴技术的发展现状中国机床行业近几年取得了世界瞩目的快速发展，其中数控机床发展最为迅速，在多轴高速精密复合以及自动化程度等方面都取得了明显的进步，尤其在数控机床的品种和高速化发展上进展明显。
国内电主轴技术领域洛阳轴承科技股份优先公司原机械部洛阳轴承研究所为代表，自从年由其为主研制的第台电主轴以来，该公司已经成功自主研发成功路系列用于加工中心的电主轴。
除此之外，国内的电主轴企业还有无锡开源安阳莱泰等批公司。
虽然我国的电主轴技术已经取得较大的进展，但是不论在产品的质量种类方面，还是在产品的性能标准化等方面与发达国家仍然存在不小的查均。
目前国产的高转速高精度数控机床所应用的电主轴，仍然主要从国外进口。
与国外的先进产品相比，国内产品主要存在如下差距转速较低输出转矩较低我国的陶瓷球轴承无论从产量和质量都不稳定，工作寿命短性能差，大多依赖进口国外普遍采用高效而环保的油气润滑，而我国大多仍使用油脂或油雾润滑，国内对油脂的研制很落后，大多需要进口，而油雾润滑污染严重，国外已不再使用精密装配和精密加工工艺水平差距大在电主轴产品的标准化规格化等方面的专业程度不够。
.小结本章简要介绍了高速切学技术理论基础应用和发展以及高速机床的关键技术详细介绍了高速电主轴技术的发展历程及应用现状，国内外电主轴技术现状及发展趋势，国内外电主轴技术的差距，为下文关键技术的分析及设计打下基础。
高速电主轴关键技术.主要技术指标根据湘潭大学毕业论文设计任务书机床高速电主轴的结构设计，所设计的机床高速电主轴主要的指标与要求如下电主轴额定功率电主轴最高转速不低于电主轴形式内藏式锥孔，要求结构简单成本低。
.电主轴的整体布局设计根据电动机与轴承相对位置的不同，电主轴的正题结构布局主要有两种形式电动机安装在前后轴承之间与传统的通过齿轮皮带带动主轴进行转动相比，这种布局形式能极大的提高整个主轴系统的刚度，进而提高了系统的固有频率和临界转速，从而能在更高的运转速度下保持稳定运转，安全性也很高。
这种布局形式优点在于主轴单元的轴向尺寸较短，刚度较高，而由于电动机布置在系统的内部，散热条件较差，还需要设计套高效稳定的冷却系统电动机安装在后轴承之后在这布局形式中，主轴和电动机沿轴向串联安装，轴向尺寸较大，从而使得刚度较小，但径向尺寸小，非常轻便，适用于小型的数控机床。
同时由于电动机安装在后轴承之后，散热条件优良。
本设计所设计的电主轴要求能在高速高功率和高转矩的工况下工作，为达到较高的加工质量加工精度和主轴系统刚度，故而采用前述的第种布置形式。
.轴承及其润滑技术概述轴承是决定电主轴寿命和负载大小的关键部件。
电主轴的轴承应满足高速转动的要求，具有较高的回转精度和较低的温升，同时具有尽可能高的轴向和
（全套CAD）机床高速电主轴的结构设计（图纸论文整套）
