确定主轴电动机基本参数的方法与步骤

1.电动机类型的选择

主轴电动机的选择包括确定电动机类型、安装形式、转速、功率与加减速时间等。其中，电动机类型、安装形式决定于机床的结构，一般由机械设计人员选定；转速、功率与加减速需要通过计算后确定。

FS-0iD可配套αi、βi两大系列的主轴电动机。αi系列主轴电动机的结构有标准型、主轴直接连接型、电主轴3类，以标准型为常用；βi系列目前只有标准型，且规格较少。

标准型主轴电动机需要通过齿轮、同步带、联轴器等与主轴连接；直接连接电机的转子轴带有冷却孔，可用于采用刀具中心冷却的机床；电主轴转子可以直接安装主轴。直接连接电动机和电主轴的电机和主轴总是为1∶1连接，它们一般用于高速加工机床。

有关主轴电动机的详细说明可参见本书第2章。

2.电动机转速的选择

主轴电动机的转速选择包括确定电动机的额定转速与最高转速两方面。其中，电动机的最高转速直接决定了机床主轴的最高转速这一主参数，必须选择正确。

在同样的最高转速下，主轴电动机的额定转速决定了主轴的恒功率输出范围，它是反映机床实际切削加工能力的指标，在生产成本、安装尺寸许可的情况下，原则上应尽量选择额定转速较低的电动机，以提高切削能力。

数控机床主轴的最高转速与传动系统的结构有关。对于主轴电动机和主轴采用直连或同步带连接的定比传动系统，可直接根据主轴要求确定电机最高转速和额定转速。对于采用传动比可变的主轴系统，需要考虑传动级变换带来的主轴功率变化，尽可能减小恒功率区的功率下降值。(www.xing528.com)

例如，当额定转速为1500r/min、最高转速为6000r/min的主轴电动机，用于主轴最高转速6000r/min的机床时，如主轴采用的是1∶1和1∶4两级机械变速，其输出特性如图4.2-2a所示，机械变速时的恒功率区功率可保持连续。但是，若采用1∶1和1∶6两级机械变速，其输出特性将如图4.2-2b所示，1000～1500r/min的输出功率将下降；为此，需要选用额定转速1500r/min、最高转速为9000r/min的电动机，才能获得图4.2-2c所示的功率连续输出特性。

图4.2-2 机械变速时的输出特性

3.电动机功率的选择

金属切削机床的主轴电动机输出功率决定了机床的切削能力。机床的切削能力常用以单位时间（每分钟）能够切削的典型金属材料（如45钢）的体积Q（cm³/min）来衡量。对于固定材料的工件和刀具，由于单位时间的切削体积Q所需要的功率P（kW）是一个大致不变的值，因此，如果主轴变速时的输出功率能够保持不变，机床的切削能力就可保持不变，这就是机床主轴希望主轴电动机的恒功率调速范围尽可能大的原因所在。

交流主轴电动机的过载能力一般较强，对于绝大多数普通加工，某一刀具的实际加工时间往往不会超过30min，因此，主轴电动机功率可以按照30min输出功率进行选择。

由于通用型数控机床的加工对象不定，它无法根据实际切削情况来选择主轴功率，因此，机床的切削能力往往是按典型材料、典型刀具，针对车、铣、钻孔等典型加工进行标注。主轴电动机的功率可根据这一要求，通过后述的方法计算后确定。