Page 146 - 现代电子技术及应用研究

Research on Modern Electronic Technology and Application
现代电子技术及应用研究

新型号的电机控制模块和客户个性化定制，在生产实践中表现出了卓越稳定的性
能。国内钻机生产商生产的高端钻机也大多采用该系统。
2. 印制电路板高速钻机关键结构
（1）高速主轴单元

印制电路板加工孔群密集度大、孔径小及质量要求高，传统主轴因转速低、
加工精度差和加工效率低，无法满足加工效率和加工质量需求。加工 PCB 材料
的微细钻头对主轴转子的径向跳动和动平衡指标非常敏感，上述参数超标会造成
印制电路板微孔的孔位坐标及孔的真圆度偏差。微小主轴震动会导致钻头出现导

向偏差，加剧微钻的磨损、弯曲甚至断裂，降低生产效率，因此目前大多采用空
气悬浮高速电主轴。空气悬浮高速电主轴是印制电路板高速钻机极其重要的核心
零部件，该类型主轴具有超高转速、高动态响应、超低震动、高可靠性等优点。
目前 PCB 钻机的高速电主轴生产厂商主要有英国 ABL、西风，国内主要有昊志、

科隆、速锋等。
常见的电主轴从结构来分包括陶瓷球轴承电主轴和空气悬浮电主轴；从润滑
方式来分包括油脂润滑、油气润滑、喷射润滑和永久脂润滑；从冷却技术来分包
括自冷、水冷和空气冷却。润滑和冷却的效果很大程度上决定了电主轴的稳定性、

可靠性和使用寿命。润滑是电主轴轴承正常工作的基本条件，常见的润滑方式有
油脂润滑、油气润滑和喷射润滑。油脂润滑是一种传统的润滑方式，适用于转速
要求不高且结构简单的电主轴，可以有效减少机械磨损、提高轴承的动态精度和
延长轴承的使用寿命；油气润滑是一种气液两相流体冷却的润滑方式，能将极其

微量的定量油连续稳定输送至电主轴轴承；喷射润滑是一种较先进的润滑技术，
配合主轴的运算模块控制润滑油计量，精准均匀地喷射至电主轴轴承，适用于高
温、重载、高速、工况恶劣的场合。
冷却技术是电主轴能够长时间稳定运转的条件，电主轴在超高速转动的过程

中会产生大量热量，无法散失的热量将导致电主轴受热变形，降低电主轴的运转
精度，导致印制电路板的孔位精度变差，降低钻头的寿命。自然冷却方式是一种
依靠电主轴本身的材料和设计结构实现自然对流散热的方式，该方式散热效果差，
不适用于长时间运转的主轴。液体和空气冷却方式通过主轴压力泵将液体或气体

通入电主轴壳体和电机定子之间的对流通道中，通道中的液体或气体会在循环流
动的过程中带走大量热量，该方式可以较大程度地减少电主轴内部热量，减少主

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