一、高速加工技術(shù)
高速加工技術(shù)（HSC）能使我們以盡量短的時間加工出質(zhì)量合格的零件，提高一個企業(yè)的市場反應能力。下面幾個行業(yè)極大推動了高速加工技術(shù)的發(fā)展。首先是電子行業(yè)，例如計算機、移動通訊、CD播放機、隨身聽等，這些大批量產(chǎn)品在市場上競爭激烈，生產(chǎn)商必須不斷推出新產(chǎn)品，而且所要求的更新?lián)Q代時間也越來越短。因此快速模具制造就變得載來越重要，模具制造商就用HSC技術(shù)來更快地加工紫銅或石墨電極，大大提高了交貨的周期。同時高速切削在另兩個領(lǐng)域也得到了廣泛的應用，那就是航空與高速機車行業(yè)。飛機的骨架與機翼、高速機車的車廂骨架都需要切除大量的金屬，從毛坯開始的切除量甚至達到90%，漫長的加工時間使經(jīng)營者難以忍受，所以這兩個行業(yè)欣然接受了高速切削這項新技術(shù)，使得加工時間縮短到了原來的幾分之一。
采用電主軸的高速加工技術(shù)是目前機床行業(yè)非常熱門的一個話題，但對于還不太熟悉這個領(lǐng)域的我國的用戶來說，高速加工到底是什么，有什么優(yōu)勢呢？這里我們用表1最簡單有了的數(shù)據(jù)讓大家對高速加工有個概念性的了解，然后我們再介紹一些電主軸方面的知識，以及在電主軸方面技術(shù)領(lǐng)先的瑞士IBAG公司的產(chǎn)品特色，以便讓大家了解目前電主軸的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢。
高速加工的幾個優(yōu)勢：
1) 加工時間大幅度縮短，只有原來的約1/4，這意味著一臺HSC高速機床可以代替4臺普通CNC機床；
2) 加工表面質(zhì)量很高，不用再進行比如打磨等表面處理工序；
3) 零件重復性好，這很利于模具行業(yè)電極的制造；
4) 零件變形小，基本不產(chǎn)生熱量，可以加工很薄的零件；
5) 高速機床的投資可以很快收回，可以縮短交貨期，減小車間占地面積，減少工人數(shù)量。
高速加工采用小直徑刀具、小切深、小切寬、快速多次走刀來提高效率，而傳統(tǒng)的加工一般采用大直徑刀具、大切深、大切寬；高速加工的切削力大幅度減小，需要的主軸扭矩相應減小。
高速加工不僅僅用于加工一些比較軟的材料如鋁、銅、塑料等，現(xiàn)在已經(jīng)可以用于加工硬度在 60HRC以上的淬硬鋼，這要歸功于刀具商開發(fā)出了像TiA1N這樣的新的刀具涂層，以及像CBN這樣的新的刀具材料，目前加工淬硬鋼的線速度也達到了500m/min，使鋼材料的加工也開始采用高速切削。模具制造商因此也越來越多地采用高速加工技術(shù)來加工三維的鋼零件。
二、電主軸知識簡介
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)，它與直線電機技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起，將會把高速加工推向一個新時代。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。
電主軸所融合的技術(shù)：
高速軸承技術(shù)：電主軸通常采用復合陶瓷軸承，耐磨耐熱，壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍；有時也采用電磁懸浮軸承，或靜壓軸承，內(nèi)外圈不接觸，理論上壽命無限長。
高速電機技術(shù)：電主軸是電機與主軸融合在一起的產(chǎn)物，電機的轉(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機，其關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡。
潤滑：電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑；也可以采用脂潤滑，但相應的速度要打折扣。
所謂定時，就是每隔一定的時間間隔注一次油，所謂定量，就是通過一個叫做定量閥的器件，精確地控制每次潤滑油的注油量。
而油氣潤滑，指的是潤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，起不到潤滑作用；太多，在軸承高速旋轉(zhuǎn)時會因油的阻力而發(fā)熱。
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。
內(nèi)置脈沖編碼器：為了實現(xiàn)自動換刀以及剛性攻絲，電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器，以實現(xiàn)準確的相位控制以及與進給的配合。
自動換刀裝置：為了適用于加工中心，電主軸配備了能進行自動換刀的裝置，包括碟形簧、拉刀油缸。
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等高速刀柄。
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，必須用高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電機，變頻器的輸出頻率甚至需要達到幾千Hz。
三、電主軸產(chǎn)品的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢
瑞士IBAG公司在電主軸行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先，公司成立于1941年，生產(chǎn)慢慢主軸已經(jīng)有30年的歷史了�，F(xiàn)在就以這個公司的產(chǎn)品為例，讓大家了解一下電主軸的最新技術(shù)與發(fā)展趨勢。
電主軸最早是用在磨床上，后來才發(fā)展到加工中心。瑞士強大的精密機械工業(yè)（例如的表工業(yè)）不斷提出要求，早在20年前高速切削就在瑞士變是越來直流行，使電主軸的功率和品質(zhì)都不斷得到提高。IBAG公司提供幾乎任何轉(zhuǎn)速、扭矩、功率、尺寸的電主軸，產(chǎn)品范圍很寬，其電主軸最大轉(zhuǎn)速可達140000r/min，直徑范圍33~300mm，功率范圍125W~80kW，扭矩范圍0.02~300Nm。用戶可能提出自己希望的功率、扭矩曲線，還可以為用戶做特殊的機械結(jié)構(gòu)。
IBAG電主軸特色
IBAG提供全套的電主軸系統(tǒng)，包括：電主軸、矢量變頻驅(qū)動、油氣潤滑裝置、冷卻裝置、管路、電纜、刀具等。
IBAG電主軸產(chǎn)品種為非常齊全，共有15類60幾個型號的電主軸產(chǎn)品。無論用戶要求的是高速度、大扭矩還是大功率，IBAG的產(chǎn)品總有一款能滿足您的要求。目前為止，IBAG電主軸的最高速度是140000r/min，最大額定扭矩是300Nm，最大功率80kW。
軸承：IBAG電主軸采用復合陶瓷軸承、靜壓軸承，及電磁軸承，根據(jù)用戶要求，也可以采用鋼軸承�？梢酝ㄟ^液壓壓力來改變軸承的預緊力，以適應不同的切削狀態(tài)。
潤滑：IBAG軸承的潤滑方式有油氣潤滑和脂潤滑兩種方式，用戶可以任選其一。IBAG的直接潤滑技術(shù)，讓潤滑油通過軸承外圈上的小孔直接達到滾珠，這種潤滑方式可以使相同規(guī)格的軸承工作在更高的極限轉(zhuǎn)速，而且消耗的潤滑油量更少。
氣封：電主軸的前端采用氣封，保證灰塵、冷卻液等不進入主軸軸承。
主軸軸向尺寸動態(tài)補償：在位置精度要求極高的情況下，IBAG可以在電主軸上提供一檢測元件來檢測電主軸的同向尺寸變化，尺寸的變化量被轉(zhuǎn)化1V/10μm的模擬信號，送到數(shù)控系統(tǒng)進行動態(tài)的尺寸閉環(huán)補償。
刀機接口：IBAG提供HSK、SKI、CAPTO、BT刀具接口，用戶可以任選一種。
主軸中心冷卻：IBAG提供主軸中心冷卻選項，30000r/min之內(nèi)都可以采用刀具內(nèi)冷，冷卻液壓力可達80bar（8MPa）。
抓刀方式：IBAG電主軸采用液壓抓刀，采用機床本身的液壓系統(tǒng)即可；若機床沒有液壓系統(tǒng)，IBAG提供的氣液轉(zhuǎn)換裝置可以將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)換為液壓壓力送到主軸。
與數(shù)控系統(tǒng)的接口：IBAG電主軸系統(tǒng)既提供數(shù)字接口，也提供模擬接口，與任何數(shù)控系統(tǒng)匹配都沒有問題。內(nèi)置編碼器輸出正弦脈沖。
主軸驅(qū)動：IBAG提供性能優(yōu)異的主軸矢量驅(qū)動裝置，但考慮用戶的方便，也可選擇Siemens，F(xiàn)anuc，Indramat或是其它品牌的主軸驅(qū)動裝置。
現(xiàn)在的機械加工工藝要求的主軸轉(zhuǎn)速越來越高，高轉(zhuǎn)速也越來越成為衡量一個產(chǎn)品水平的標志，成為商家競爭的焦點，誰先采用了更高轉(zhuǎn)速的主軸，誰便在激烈的競爭中擁有了一張硬牌。趨勢就是：以專業(yè)廠家生產(chǎn)的高質(zhì)量的電主軸取代各機床廠家自己生產(chǎn)的傳統(tǒng)主軸，電主軸將會像直線導軌一樣成為機床標準部件。我國濟南二機床集團有限公司、常州多棱數(shù)控機床股份有限公司、寧江機床（集團）股份有限公司、秦川機床集團有限公司、東風設(shè)備制造廠、湖南大學海捷制造公司、東莞科挺自動化公司、昆山G01模具工具制造公司等都已在其產(chǎn)品上采用了IBAG公司的電主軸。
