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我国电主轴技术的现状及与国外电主轴的比较

来源:本站 时间:2011-11-3 15:24:56
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    国内从事电主轴研究与生产的企业总体上来说与国外上述公司相比在产品研发以及技术的创新能力上不具有优势,但是具有相对的成本优势。国外数控机床主轴公司往往只负责主轴的总体设计、技术研发以及零部件装配和测试工作,其余的关键零部件例如:主轴轴承、内装电机、主轴松拉刀机构、动力油缸或气缸、主轴轴承润滑油品等全部实行采购,在产业的分工与合作上具有很强的组织性和互补性,同时由于分工的细致,机床主轴生产商与各附件生产商之间形成了良性的循环,各自针对本专业的关键技术投入人力物力进行科技攻关,由此带动了国外电主轴行业的整体技术进步。反观国内厂商,各自为战,技术资源分散,除洛阳轴研科技作为原来国家轴承行业的技术归口所拥有一定的综合研发实力外,其他的企业基本上是在模仿国内外同行的产品进行生产,技术实力较弱,创新能力严重不足。在涉及电主轴轴承润滑、零部件材料选取以及加工工艺、内装式主轴电机、松拉刀接口、主轴轴承润滑油品等方面没有自己独立的知识产权和核心技术,尤其是在电主轴的附件领域如伺服驱动控制器、编码器、动力油缸或气缸、智能传感器等方面表现的更为突出,基本上是国外产品包打天下。这也是直到目前为止制约国产高档数控机床发展的关键原因所在。

    国产电主轴和国外产品相比较,无论是性能、品种和质量都有较大差距,国产电主轴产品和国外的相比较,主要存在以下差距:①国外电主轴低速段的输出扭矩最大可达1000N·m ,而我国目前仅在300N·m以内。②在高转速方面,国外用于加工中心的电主轴转速已达 75000r/min,我国则多在 30000r/min以内。③电主轴的轴承润滑,国外普遍采用油气润滑,而我国仍用油脂润滑。④其他配套技术也有较大差距,如主轴电机矢量控制、交流伺服控制技术、精确定向技术、快速启动、停止等。⑤在产品的品种、 规格、数量和制造规模等方面,国产电主轴仍然处于小量研发试制阶段,没有形成系列化、专业化,远不能满足国内数控机床和加工中心发展的需求。欧美公司在关键部件的研发上具有很强的前瞻性和创新能力,国际上涉及电主轴的比如编码器系统、刀具接口、电机工作制等的国际标准和产品都是欧美相关企业制定和生产的,这是他们最具有优势的地方。

    (1)在电主轴的低速大转矩方面,国外产品低速段的输出转矩可以达到300N·m以上,有的更是高达600多N·m(如德国的CYTEC),而国内目前则多在100N·m 以内。

    (2)在高速方面,国外用于加工中心电主轴的转速已经达到75000r/min(意大利CAMFIOR),而我国则多在20000r/min以下。其它用途的电主轴,国外已经达到了250000r/min(英国WestWind公司D1733),而我国电主轴的最高转速为150000r/min。

    (3)在电主轴的润滑方面,国外高速电主轴轴承已经普遍采用先进的油气润滑技术,而我国则仍然以油脂润滑和油雾润滑为主。

    (4)在电主轴的功能和性能方面,国外已经在发展多功能、高性能的数控机床用电主轴产品,而我国仍然以常规产品为主要发展方向。

    (5)在电主轴的支承技术方面,国外已经有动、静压液(气)浮轴承电主轴(瑞士IBAG等)、磁浮轴承电主轴(瑞士IBAG)的成熟商品,在我国则仍然处于科学研究或小批量试制之中。

    (6)在其它与电主轴相关配套技术方面,如电主轴内装电机闭环矢量控制技术、交流伺服技术、停机角向准确定位(准停)技术、C轴传动技术、快速启动与停止技术、HSK刀柄制造与应用技术、主轴智能监控技术等,国内仍然不够成熟,或不能满足实际应用需要。

    (7)在产品的品种、数量及制造规模方面,尽管国内已经有部分企业在从事电主轴的研究和制造,但仍然以磨床用电主轴为主,对于数控机床用高速电主轴,则仍然处于小量开发和研究阶段,远没有形成系列化、专业化和规模化生产,还无法与国外先进水平相比,远远不能满足国内市场日益增长的需要,还不具备与国外产品相抗衡的能力。


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