高速電主軸的特點(diǎn):它具有高轉(zhuǎn)速、高精密、噪聲低、低溫升、體積小、安裝方便等特點(diǎn),是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床主要的關(guān)鍵部件。它與早年應(yīng)用于內(nèi)圓磨床的內(nèi)裝式電機(jī)主軸的區(qū)別是采用了變頻調(diào)速技術(shù),主軸有較大的驅(qū)動(dòng)功率和轉(zhuǎn)矩,并有一系列主軸振動(dòng)、軸承溫升等參數(shù)的傳感器及其檢測(cè)控制系統(tǒng)。各傳動(dòng)件的攪油功率損耗主要決定于傳動(dòng)件的種類、尺寸大小、浸油深度、油的粘度、油溫的變化和傳動(dòng)件的速度。因此電主軸及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種技術(shù)含量很高的機(jī)電一體化產(chǎn)品,涉及機(jī)械、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)與控制、支承、潤(rùn)滑、材料熱處理及振動(dòng)等諸多領(lǐng)域,是一套相對(duì)獨(dú)立、完整的智能型功能部件。高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電主軸的主軸形式是將主軸電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子直接裝入主軸組件的內(nèi)部,即把高速電機(jī)置于精密主軸內(nèi)部,電主軸的電機(jī)轉(zhuǎn)子就是主軸,主軸的殼體就是電機(jī)的機(jī)座,實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速電機(jī)和主軸一體,電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸,形成電主軸。電主軸取消了電機(jī)到主軸傳動(dòng)鏈中的齒輪、皮帶等一切中間環(huán)節(jié),動(dòng)力源對(duì)主軸的直接傳動(dòng),傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度為零,實(shí)現(xiàn)了機(jī)床主軸系統(tǒng)的“零傳動(dòng)”。高速主軸單元主要有高速電主軸，氣動(dòng)主軸和水動(dòng)主軸。其中高速電主軸常見，高速電主軸單元是高速加工機(jī)場(chǎng)中關(guān)鍵的部件之一。目前大多數(shù)電主軸結(jié)構(gòu)都是把加工主軸與電機(jī)轉(zhuǎn)軸做成一體，以實(shí)現(xiàn)零傳動(dòng)。同時(shí)電機(jī)外殼帶有冷卻系統(tǒng)，高速電主軸主要有帶冷卻系統(tǒng)的殼體，定子、轉(zhuǎn)子、軸承等部分組成，工作時(shí)通過(guò)改變電流的頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)增減速度。

      油氣潤(rùn)滑在加工中心中應(yīng)用，應(yīng)注意以下事項(xiàng): ①噴嘴距滾動(dòng)軸承端面的距離可在3 ～ 25 mm 之間; ②在軸承腔壁上需開設(shè)排氣孔，以便流通; ③油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的用油量，大約1 mL /h; ④油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)的含油量: 采用油氣潤(rùn)滑時(shí)影響軸承溫升的因素之一是供油量。供油量決定著油氣兩者混合流中的含油量，給定速度下的軸承溫升與該含油量有關(guān)，初始階段軸承溫升隨含油量增加而迅速下降，而后其影響減弱，當(dāng)含油量增加到某一數(shù)值后溫升緩慢增加，繼而急劇上升，因而油氣兩者的混合流中的含油量達(dá)到一個(gè)值，才能既保證軸承的潤(rùn)滑充足又保證軸承的強(qiáng)力冷卻。由于主軸電動(dòng)機(jī)兩端就是主軸軸承，電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱會(huì)直接降低軸承的工作精度，如果主電動(dòng)機(jī)的散熱解決得不好，將會(huì)影響到機(jī)床工作的可靠性和穩(wěn)定性。為此，油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)參數(shù)確定為: 空氣壓力為0. 4MPa，空氣流量為( 3. 3 ～ 6. 7) × 10 － 4 m3 /s，潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度為32 mm2 /s，潤(rùn)滑油流量約為( 0. 28 ～ 0. 83) ×10 － 10 m3 /s，調(diào)整潤(rùn)滑油流量取得含油量; ⑤油氣潤(rùn)滑系統(tǒng)供油的均勻性: 采用油氣潤(rùn)滑時(shí)影響軸承溫升的因素之二是供油的均勻性。決定供油均勻性的主要參數(shù)是供油頻率。為了獲得合適的供油量，不能只降低供油頻率，而是合理匹配活塞直徑、沖程、供油頻率( 2 ～ 8 min) ，取得方案，獲得理想的供油量。軸承潤(rùn)滑方式的選擇與軸承的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、許用溫升及軸承類型有關(guān)，一般根據(jù)速度因數(shù)dm·n 值選擇。

      高速主軸軸承發(fā)展情況：一般多使用剛性和高速性能優(yōu)良的角接觸球軸承，為了適應(yīng)機(jī)床主軸的高速要求。其次使用圓柱滾子軸承脂潤(rùn)滑條件下dmN值在50×104以下。空載機(jī)械摩擦損耗的大小主要取決于摩擦面的種類和制造裝配的質(zhì)量摩擦面上空載時(shí)的作用力(傳動(dòng)件的重量、偏心質(zhì)量、軸承的預(yù)緊力、皮帶拉力以及傳遞空載扭矩等)摩擦系數(shù)及相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。開發(fā)出油氣潤(rùn)滑后，與此同時(shí)逐步開發(fā)出與之相適應(yīng)的潤(rùn)滑系統(tǒng)。從表述主軸軸承高速性能的dmN值(dm為軸承節(jié)圓直徑mm×N為轉(zhuǎn)速r/min來(lái)看。dmN值已達(dá)到100×104以上。爾后在軸承方面又開發(fā)出了滾動(dòng)體為陶瓷的角接觸球軸承，實(shí)現(xiàn)了dmN值為200×104×90年代的開發(fā)出噴射潤(rùn)滑后，dmN值可達(dá)到300×104。

      高速數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)已得到極大的簡(jiǎn)化，基本上取消了帶輪傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。機(jī)床主軸由內(nèi)裝式電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從而把機(jī)床主傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床的“零傳動(dòng)”。這時(shí)主軸軸頸的不同部位和軸承孔內(nèi)的某一固定部位相接觸，所以軸頸的圓度誤差會(huì)使主軸回轉(zhuǎn)產(chǎn)生純徑向跳動(dòng)，而軸承孔的形狀誤差對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度的影響很小。這種主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸“合二為一”的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，使主軸部件從機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)中相對(duì)獨(dú)立出來(lái)，因此可做成“主軸單元”，俗稱“電主軸”。由于當(dāng)前電主軸主要采用的是交流高頻電動(dòng)機(jī)，故也稱為“高頻主軸”。由于沒有中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，有時(shí)又稱它為“直接傳動(dòng)主軸”。電主軸的高轉(zhuǎn)速高達(dá)60000～180000r/min，旋轉(zhuǎn)部分的任何微小不平衡量都可能引起巨大的離心力，造成機(jī)床的振動(dòng)，從而影響零件的加工質(zhì)量。