直线电机装配工艺的研究与应用(6)

随着新技术的不断发展，在超高进给的情况下，工作台加速度将达到3g以上，因此移动件的惯性力也相当大。在进行机械部分设计时必须力求减小移动件的质量和回转件的转动惯量，进一步提高进给系统的刚度、灵敏度和精度。目前在加工中心上已采用由德国Ex-cell-o公司发明的大功率直线伺服电机，直接驱动工作台作直线运动，并与由碳素纤维增强塑料制成的轻型结构工作台和直线滚动导轨副匹配，实现高进给速度和高精度加工。

3．大功率机床主轴电机

在诸多影响选择机床主轴电机功率大小的因素中，最主要的有主轴锥度、加工中选择的切削用量(切除率)、零件大小和刀具尺寸等。选择大锥度主轴，能进行大功率切削，但是，有时为了快速地加速和减速，也可以采用大功率电机驱动小锥度主轴的方案。

对于大切除率加工，必须选用大锥度主轴和大功率机床主轴电机。零件材料对选择机床主轴电机功率影响不大。例如，对于锻件和铸件，并不要求大功率切削。但是选择在机床主轴高转速下加工，必须选择大功率电机。大零件加工也要选择大功率驱动是因为它需选用大直径刀具加工。

4.主轴轴承

切削实验证明，在主轴前端安装一排向心止推轴承和一排滚珠轴承，在主轴后端安装两排滚珠轴承，为最佳的装配组合方案。它能保证在通常切削条件下主轴有好的刚性，能承受很大的侧向切削力，又能满足高速切削加工的需要。

主轴轴承的种类和规模大小必须能满足使用条件。尺寸大的轴承能提供高强度和高刚度。但是大尺寸轴承有两个缺点：

由于大轴承的质量大和轴承间的接触面积大，因而在高主轴转速下产生大量的热量。在大量的热量长时间地作用下会引起主轴尺寸—涨大，影响加工精度。

大质量的主轴还需要大功率电机才能驱动。尽管轴承内圈加有润滑油冷却，但是大轴承在高转速下使承载量和旋转惯量增大，因而所需功率加大。尤其是当主轴转速增加时，功率消耗增大。可是并不是所有的功率都消耗在切削加工上。例如，具有40马力的主轴，只能有15—20马力的功率作用于刀头上，其余则都用以旋转主轴。对于一个高功率主轴，它能尽可能地将大量的功率作用在切削工件上，能用很小的功率去驱动最高转速的主轴。作用在主轴上的功率大小，根据空载下旋转主轴的最高转速即可计算出机床所消耗的功率。因为在高速下切削，夹头和刀具在切削力作用下产生径向偏斜，不同心等引起附加力增大或产生不平衡的离心力等。

切削实践证明，用多排小直径轴承代替两排大直径轴承，将取得好的加工效果。因为小直径轴承重量轻，消耗功率小，发热量也小。使用多排小直径轴承，并不使主轴刚度受到影响，而且还对主轴轴承的载荷预加相当有利。轴承预加载荷通常指主轴在静态下作用在轴承上的压力大小，一般采用预加载荷来改善主轴刚度和加大切削能力。但是由于作用在轴承上的压力增大，发热量增大，因而也加速了轴承磨损。