主軸所融合的技術(shù)：高速軸承技術(shù)：主軸通常采用復(fù)合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時(shí)也采用電磁懸浮軸承或靜承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽命無(wú)限；高速電機(jī)技術(shù)：所謂定時(shí)，就是每隔一定的時(shí)間間隔注一次油。所謂定量，就是通過(guò)一個(gè)叫定量閥的器件，精準(zhǔn)地控制每次潤(rùn)滑油的油量。而油氣潤(rùn)滑，指的是潤(rùn)滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要，太少，起不到潤(rùn)滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)因油的阻力而發(fā)熱。冷卻裝置：為了盡快給高速運(yùn)行的電主軸散熱，通常對(duì)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。內(nèi)置脈沖編碼器：為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀以及剛性攻螺紋，主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的相角控制以及與進(jìn)給的配合。自動(dòng)換刀裝置：為了應(yīng)用于加工中心主軸配備了自動(dòng)換刀裝置，包括碟形簧、拉刀油缸等；高速刀具的裝卡方式：廣為熟悉的BT、ISO刀具，已被實(shí)踐證明不適合于高速加工。4級(jí)，即在高轉(zhuǎn)速時(shí)，由于殘余動(dòng)不平衡引起振動(dòng)的速度大允許值為0。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。高頻變頻裝置：要實(shí)現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬(wàn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，必須用一高頻變頻裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)電主軸的內(nèi)置高速電動(dòng)機(jī)，變頻器的輸出頻率必須達(dá)到上千或幾千赫茲。

      轉(zhuǎn)子散熱條件差，又直接安裝在主軸上，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減小電動(dòng)機(jī)徑向傳熱熱阻，使轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量盡可能多地通過(guò)氣隙傳到定子和殼體中去，并由冷卻液帶走。為了提高散熱效果，保證電動(dòng)機(jī)的絕緣安全，高速電主軸采用油一水熱交換循環(huán)冷卻系統(tǒng)如圖3 所示。系統(tǒng)采用連續(xù)、大流量、冷卻油對(duì)定子進(jìn)行循環(huán)冷卻，冷卻油從主軸殼體上的入油口輸入，通過(guò)定子冷卻套上的螺旋槽，與電動(dòng)機(jī)定子進(jìn)行充分的熱交換，將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的絕大部分熱量轉(zhuǎn)移到油中，從殼體的出油口輸出，然后流經(jīng)逆流式冷卻交換器，與冷卻水進(jìn)行再一次熱交換，將熱油溫度降到接近室溫后，流回油箱，再經(jīng)過(guò)壓力泵增壓輸?shù)饺胗涂?，從而?shí)現(xiàn)循環(huán)冷卻。實(shí)驗(yàn)表明，使用油氣潤(rùn)滑的軸承溫升可比使用脂潤(rùn)滑時(shí)降低5～80℃，比油霧潤(rùn)滑降低9～160℃，隨著dm·n值的增大，降溫的效果更明顯。根據(jù)主軸電動(dòng)機(jī)的要求，冷卻油的入口溫度T 在10 ～ 40 ℃之間，溫升不得超過(guò)10 ℃。

      單列、雙列圓柱滾子軸承在高速性能方面均劣于角接觸球軸承。角接觸軸承是具有接觸角的軸承，可以看出圓錐滾子軸承。接觸角越大軸向剛度越好，但因?yàn)榍蚺c滾道之間的陀螺滑動(dòng)和自旋滑動(dòng)也大，因此發(fā)熱也會(huì)增加。為了提高速度性能，方法是減小球的大小(或質(zhì)量)改變溝道的曲率系數(shù)，以減小球的離心力，降低高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部載荷，同時(shí)增加球的數(shù)量以提高剛性。作為高速主軸軸承材料，陶瓷(Si3N4)有以下優(yōu)點(diǎn)：高速旋轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體產(chǎn)生的離心力小，重量輕。由于密度比軸承鋼小。旋轉(zhuǎn)力矩可以減小，因此可以降低溫升，提高壽命。轉(zhuǎn)子散熱條件差，又直接安裝在主軸上，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減小電動(dòng)機(jī)徑向傳熱熱阻，使轉(zhuǎn)子的發(fā)熱量盡可能多地通過(guò)氣隙傳到定子和殼體中去，并由冷卻液帶走。良好的導(dǎo)熱性使陶瓷材料的滾動(dòng)體在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不易與金屬產(chǎn)生粘著。熱膨脹小，滾動(dòng)體與內(nèi)圈接觸時(shí)不易發(fā)生預(yù)緊力增加而導(dǎo)致游隙減小。軸承的變形小，由于硬度高、剛性好。主軸的剛性也得到提高。綜上所述，因此，采用陶瓷資料(Si3N4)作為滾動(dòng)體，與軸承鋼滾動(dòng)體相比速度可提高約255%壽命可提高約3倍。