电主轴系统中电机是个发热体,高速回转的前后轴承也是发热体,这会使电主轴的温度上升,影响电主轴系统的加工精度。如何消除热源对机床主轴精度的影响,实现电主轴系统的热平衡是车铣复合加工机床设计和制造过程中要解决的关键问题。为此采取以下几项措施:
(1)主轴箱体采取热对称设计,箱体外的散热筋两边对称分布,让主轴箱产生的热量尽快通过散热筋散发掉,同时由于散热筋是对称分布的,主轴发热时主轴轴线不会产生偏移。
(2)对主轴轴承的预加载荷和润滑条件按设计要求予以控制,既保证主轴的刚度,又保证主轴在高速回转时轴承发热量最小。
(3)对电机这个主要发热源采用外循环冷却措施。在电主轴的定子外套外面装有循环冷却水套,冷却水由独立的温控装置进行控制,温度控制在22±1℃,电机产生的热量通过定子外面的冷却水套的循环冷却水迅速带走。
通过以上技术措施,保证了主轴在高速回转时前轴承温升不超过25℃,后轴承温升不超过20℃,实现了电主轴系统的热平衡。