精密立式車床的加工精度直接取決于電主軸的運行穩(wěn)定性，而溫度波動是影響電主軸精度的核心因素。電主軸作為集電機、主軸、軸承于一體的核心部件，運行中必然產生熱量，若溫度失控會導致主軸熱變形，進而影響加工精度。恒溫控制技術通過精準調控電主軸溫度，為其穩(wěn)定運行提供保障，是精密加工的關鍵支撐技術。
電主軸的發(fā)熱源于多重因素的疊加，主要包括電機繞組的銅損發(fā)熱、軸承摩擦發(fā)熱以及轉子高速旋轉的風阻發(fā)熱。這些熱量在主軸內部累積，若不及時調控，會使主軸溫度持續(xù)升高，引發(fā)軸系伸長、軸承間隙變化等熱變形問題。恒溫控制的核心邏輯是建立“發(fā)熱-測溫-控溫”的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)，通過實時監(jiān)測溫度變化，精準干預熱量平衡，將主軸溫度穩(wěn)定在設定區(qū)間內。
溫度監(jiān)測模塊是恒溫控制的“感知中樞”，其測量精度直接決定控制效果。目前主流方案是在電主軸的定子繞組、軸承座等關鍵發(fā)熱點和溫度敏感點布置鉑電阻或熱電偶傳感器，這些傳感器能將溫度信號轉化為電信號，通過數(shù)據采集模塊實時傳輸至控制系統(tǒng)。為避免測量誤差，傳感器需采用絕緣封裝處理，確保與主軸金屬部件隔離，同時緊貼測溫點以提升響應速度。
控溫執(zhí)行模塊則根據控制系統(tǒng)的指令實現(xiàn)熱量調控，主流方式為液體冷卻與智能加熱的協(xié)同控制。冷卻系統(tǒng)通過主軸內部預設的螺旋冷卻通道，讓恒溫冷卻液循環(huán)流動，帶走電機和軸承產生的多余熱量。當主軸啟動初期或環(huán)境溫度過低時，系統(tǒng)會啟動加熱模塊對冷卻液或主軸殼體進行預熱，避免因溫差過大導致的熱變形。控制系統(tǒng)采用PID調節(jié)算法，根據實測溫度與設定溫度的偏差，動態(tài)調整冷卻液流量、溫度或加熱功率，實現(xiàn)無超調的精準控溫。
實際應用中，恒溫控制需與主軸運行狀態(tài)聯(lián)動，針對不同轉速、負載工況預設對應的溫度基準值。通過這一閉環(huán)系統(tǒng)，可將電主軸的溫度波動控制在較小范圍，有效抑制熱變形，為精密立式車床提供穩(wěn)定的加工基準，保障高精度零件的加工質量。
SZ450E