主轴部件的特性主轴的静态和动态特性对机床整机性能和零件加工精度有直接的影响,选用高性能的主轴部件已经成为高端数控机床开发的关键。但是没有一种主轴结构能满足不同的加工要求,主轴结构与应用领域、机床类型、加工工艺、刀具、零件材料和加工精度都有密切的联系。主轴部件是一个复杂的结构系统,包括轴承和箱体 (壳体)以及刀柄和刀具,电主轴还包括了电动机。同样的高速加工对机床主轴部件的要求不完全一样。决定主轴性能和技术水平的机床特性主要从以下几个方面来考虑:即速度、功率和扭矩、驱动方式、轴承、刚度、刀具接口、径向和端面跳动、动平衡和振动、发热和冷却及智能化。67746

主轴部件功用及要求

    主轴部件功用:支承并带动工件或刀具完成工件表面成形运动，传递运动和动力。

主轴部件基本要求:

（1）旋转精度 

机床在空载低速时，主轴前端安装刀具，夹具部位的径向跳动、端面跳动和轴向窜动。主轴的旋转轴线产生的跳动如图1    

图1.主轴旋转轴线跳动

    （2）刚度

    刚度：是指其在外界载荷的作用下抵抗变形的能力。通常以主轴前端产生单位弹性变形时，在变形方向上所加的作用力的大小来表示，比值越大，说明刚度越好。如图2所示

K= F／δ（牛/微米）

图2.力-变形量示意图

    （3）抗震性

抗振性：是指其抵抗受迫振动和自激振动而保持平稳地运动的能力。用主轴端部测得的最大振幅来衡量的。振幅越小，抗振性越好。

    受迫振动：是由机床外部的振源或机床其他部件振动及主轴部件本身所引起。

自激振动：是由切削过程引起的。

    （4）温升和热变形

    机床在工作时，各相对运动处的摩擦，搅油等耗损而发热造成的温差，使主轴部件在形状和位置上产生畸变，称为热变形。热变形是用主轴运转一定时间和因发热而造成的各部分的位置上的变化来度量，也可用温升近似的表达。

一般滑动轴承的温升<３０℃，工作温度<６０℃

一般滚动轴承的温升<４０℃，工作温度<７０℃

    （5）耐磨性论文网

耐磨性又叫精度保持性：是主轴组件长期的保持其原始制造精度的能力，所以相对运动部件间都必须有一定的硬度，对摩擦表面要进行热处理和化学处理。

综合上述：    机床的工作精度 ---- 旋转精度

              静态工作精度 ---- 刚度

              动态工作精度 ---- 抗振性

              精度保持性 ---- 耐磨性

此外还有结构上的要求：

①主轴的定位可靠，轴向、径向（在切削力和传动力作用下）。

②主轴端部的结构要保证工件或刀具的装夹定位可靠及足够的定位精度。

    ③保持长期可靠的运转，润滑与密封。

    ④结构工艺性好，好造、好装、好拆、好修。并降低成本。

2.3主轴轴承配置

    轴承配置是根据机床用途、主轴的工作条件（载荷大小及方向、转速等）以及所要求的工作性能来确定的。

1）径向轴承配置

    两支承或三支承主轴组件，在每个支承处都要有径向轴承。前支承的径向轴承对主轴组件的性能影响重大，故首先应选定前支承的径向轴承。其他支承的径向轴承，一般因载荷较小且对于主轴组件性能的影响较小，可选用较前轴承刚度、抗振性及精度略低的轴承匹配使用。但需注意的是，匹配使用的轴承都必须适应主轴转速的要求。