图1 鸿思棣机电设备(上海)有限公司总经理郭升先生

电主轴特点鲜明

主轴是机床切削力的实际执行单元，直接作用于被加工工件，并且传递反作用力到机床整体结构。随着高速加工的应用越来越普遍，电主轴的应用越来越普遍，这得益于它的如下特点：

第一，电主轴结构紧凑。经过优化设计，主轴、电机和换刀机构有机地结合成一个整体，相对于现在流行的直驱式和皮带驱动主轴，具有较小的尺寸和体积，非常适合高速运动中保持机床结构的稳定。而且可以简化整个床头箱的设计，减少庞大的机械结构对机床设计的制约。简洁了的拖板也对机床的结构设计有帮助，改善机床整体的动态性能，提高高速运动的精准度。

第二，电主轴运转时的振动值很小，非常适合高速高精度加工，提高工件的表面质量。由于电主轴一般都是经过整体动平衡的，所以可以在出厂时达到很高的动态平衡度和很小的整体振动值。而直驱式和皮带驱动主轴，在机床装配时进行的振动检测只能反映实际的状态，很难做什么改善。

第三，电主轴可以稳定实现高转速。当转速超过15000r/min时，其他方式，如直驱和皮带驱动，实际不能有效实现稳定的长时间加工。

图2 HSD五轴头产品

第四，电主轴的温度特性具有一致性，可以通过传感器和温控软件实现温度补偿，提高加工精度。电主轴的主要热源来自电机定子和转子，其热发散特性相对固定，方便温度补偿软件的控制，提高控制精度。传统的皮带驱动主轴系统得热源来自驱动电机和主轴两点，温度特性较难量化描述和进行补偿。

应用广泛

由于电主轴结构紧凑、精度高的特点，可以简化结构分析和设计，改善动态精度，提高加减速特性。现在许多先进机床都是使用电主轴，例如高速铣床、卧式加工中心、先进立式加工中心和虚拟轴机床等。电主轴的技术专业性越来越高，现在一般由专业厂家设计和制造批量生产的电主轴。HSD贴近实际应用的电主轴产品，特别适合先进机床的要求，是广大机床生产厂家的首选。

由于复杂工件和模具对精度的要求越来越高，五轴联动机床的空间运动的速度和精度是当今各大机床厂家的重要目标。目前新技术的应用对机床的发展贡献良多，例如直线电机的应用提高了直线轴运动的速度和动态精度，专业生产的五轴头提高了五轴机床的机械精度和易用性。出于对动态运动精度和速度的考量，要求运动部件的体积紧凑、重量小，有利于提高整体机械精度的动态响应和精度。国外先进的五轴联动机床，向高速度、高精度、精加工方向发展，把粗加工留给3轴或4轴机床；针对国内的要求，大型五轴龙门机床可以使用两组Z轴设计，一个用于五轴头，一个用于机械铣头，实现粗加工和五轴精加工的结合。

五轴头是五轴联动机床的关键功能部件，目前对它的要求是整体结构尽可能的小型化，使用铝合金等材料实现轻量化，电主轴同时能实现低速和高速加工的应用。五轴头的结构针对应用和机床结构可以有多种。常见的是双臂型、单臂垂直型和单臂倾斜型。