高速加工技术越来越受到人们的重视，它不仅可获得更大的生产率，还可获得很高的加工质量，并可降低生产成本。实现机床高速化的关键部件是主轴单元， 电主轴具有结构紧凑、易于平衡、传动效率高等优点，是高速主轴理想的结构”。

　　电主轴也称“直接传动主轴“，是内装式电机主轴单元，它把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“ 零传动”因而在现代数控机床中获得广泛应用。

　　某公司生产的ADS 、AP两大系列电主轴用于数控铣镗加工中心配套， 南于要实现自动换刀功能，在其内部有 一套刀具自动夹紧松开装置，见图1。在实际加工过程中，电主轴自动换刀装置换刀时，发现了松开或夹紧刀具的动作不通畅、 易失灵等问题。

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　　1、原因分析

　　电主轴内的刀具夹紧松开装置工作原理：气( 液)压缸提供松开刀具需要的动力，碟簧提供夹紧刀具需要的拉力。放松刀具时，气( 液) 压推动活塞向前运动，进而推动刀具拉杆向前运动来实现松刀动作。夹紧刀具时，活塞向后运动，拉杆在碟簧的弹力作用下向后运动，进而拉紧刀具，见图1 。

　　针对刀具自动夹紧松开装置出现的松拉刀动作不通畅、易失灵等问题进行分析，主要原因是：在松、拉刀过程中，由于频繁冲击，致使装置中的有些零件发生变形， 零部件的相对位置发生变化， 改变了原来的T作参数，进而现了松、拉刀动作不到位一具体原因分析如下：

　　(1)由于刀具拉杆的变形，其与活塞端面间的距离发生改变，使松拉刀行程发生变化，电主轴在加工过程中换刀频繁， 加工一个工件往往需要换刀5 ～ 6 次，每次换刀均由活塞推动拉杆完成，频繁受力。如果拉杆硬度低， 端面就会出现打毛现象，致使拉杆与活塞端面问的距离发生改变，气( 液) 压缸的行程与主轴的松、拉刀行程不匹配，活塞或者接触不到拉杆; 或者与拉杆粘连，造成松、拉刀动作失灵失效; 影响主轴正常T作。

　　(2)碟簧的压紧螺母松动。碟簧正常工作时， 处于一定的压缩状态。压缩的碟簧， 一端定位于主轴的端面上， 一端浮动，用螺母压紧。换刀时，活塞推动拉杆，使拉杆受到猛烈的冲击，活塞推动拉杆会使碟簧的压紧螺母产生振动。换刀多次后， 螺母就会 现松动，碟簧相对于正常T作状态发生了变化，拉杆在主轴内部的位置相应发生改变，这样就会造成松、拉刀装置失灵失效。

　　2、改进措施

　　(1)改变拉杆和活塞的材料、丁艺、结构。需要保证拉杆和活塞端面有足够的硬度。原来拉杆采用40Cr ， 整体淬火处理。考虑拉杆是细长零件， 硬度不能太高。改后拉杆采用38CrMoA1 ， 调质处理，精加工前表面氮化处理，这样拉杆表面的硬度就提高了，增强了耐冲击能力; 同时，改变了拉杆后端的结构，增大受力面积，减小拉杆所受的冲击。

　　(2 )改进碟簧的压紧结构，原来的单纯螺母结构，见图2 ，改为螺母和防松企的组合结构，见图3 。改进前的结构，螺母只是依靠螺纹连接，可靠性低; 改进后的结构，是螺母通过螺纹与拉杆连接，防松套靠对方与拉杆配合，并且通过轴向的防松螺钉与螺母连为一体。由于对方的限位作用，即使受到冲击，螺母在圆周，方向也不会发生位移，起到防松效果，同时，活塞推动拉杆时， 直接与防松套接触，可对拉杆起到保护作用。

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　　3、结束语

　　通过上述的原因分析和改进，对出现问题的加工中心用电主轴进行维修，刀具 自动夹紧松开装置T作正常， 消除了该类问题的发生，保证了电主轴的加工精度，延长了使用寿命。电主轴是一种技术含量较高的产品， 通过分析生产实际中出现的问题，不断改进电主轴的结构设计及加工工艺，可以全面提高产品质量，提升企业的竞争力。

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