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數(shù)控機床的高速主軸具有高回轉(zhuǎn)速度，但這并無嚴(yán)格的界限。對作為高速切削機床代表的加工中心和數(shù)控銑床而言，一般是指最高轉(zhuǎn)速≥10000r/min的主軸系統(tǒng)，并相應(yīng)具有高的角加（減）速度，以實現(xiàn)主軸的瞬時升降速與起停。為適應(yīng)制造業(yè)對機床加工精度愈來愈高的要求，高速切削主軸還應(yīng)有較高的回轉(zhuǎn)精度，通常要求主軸的徑向跳動小于1um或2um，軸向竄動小2um。此外，主軸也要有足夠的靜、動剛度，以承受一定的切削負荷并保持高的回轉(zhuǎn)精度。
高速機床的核心部件是高速電主軸，它將機床主軸與驅(qū)動電機合二為一，即將主軸電機的定子、轉(zhuǎn)子直接裝入主軸組件內(nèi)部，也被稱為內(nèi)裝式電主軸，其間不再使用皮帶或齒輪傳動副，從而實現(xiàn)機床主軸系統(tǒng)的“零傳動”。高速電主軸的結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣性小、響應(yīng)特性好，并可減少主軸振動和噪聲，是高速機床主軸單元的理想結(jié)構(gòu)。
高速電主軸的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。
圖1 電主軸結(jié)構(gòu)示意圖
高速電主軸單元包括動力源、主軸、軸承和機架四個主要部分，是高速機床的核心部件。這四個部分構(gòu)成一個動力學(xué)性能及穩(wěn)定性良好的系統(tǒng)，在很大程度上決定了機床所能達到的切削速度、加工精度和應(yīng)用范圍。高速電主軸單元的性能取決于主軸的設(shè)計方法、材料、結(jié)構(gòu)、軸承、潤滑、冷卻、動平衡、噪聲等多項相關(guān)技術(shù)，其中一些技術(shù)又是相互制約的，包括高速和高剛度的矛盾、高速和大轉(zhuǎn)矩的矛盾等。
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