高性能機床軸承技術現狀分析

機床主軸是機床的核心部件，其功能是帶動刀具(砂輪)或工件旋轉，實現高速精密加工。隨著現代工業對機床加工精度和加工效率要求的不斷提高，機床對主軸性能的要求也越來越高，傳統的高速主軸概念已難以充分描述機床主軸的技術內涵。

　　高性能機床主軸是指在滿足加工精度和加工效率的前提下，速度、精度、剛度、功率、轉矩匹配特性好，可靠性高，性能價格比高的機床主軸。

更多相關研究報告>>
　　機床主軸按所采用的軸承類型可分為滾動軸承(角接觸球軸承、滾子軸承)、液體滑動軸承(動壓軸承、靜壓軸承、動靜壓軸承)、氣體軸承和磁懸浮軸承等，按照與電動機的連接方式可分為機械主軸和電主軸。
　　電主軸是將機床主軸功能與電動機功能從結構上融為一體的新型主軸部件，它省去了皮帶傳動或齒輪傳動環節，具有速度高、精度高、調速范圍寬、振動噪聲小、可快速起動和準停等優點。用電主軸取代傳統機械主軸是機床工業發展的大趨勢。

　　電主軸按照電動機的類型又可分為異步型電主軸和永磁同步型電主軸。

　　從機床行業的客觀需求來看，角接觸球軸承電主軸、液體(動)靜壓軸承電主軸和氣體軸承電主軸既是市場開發的重點，也是學術研究的熱點。角接觸球軸承是最適宜高速化的滾動軸承，具有摩擦阻力小、功耗小、成本低、便于系列化和標準化等優點，其極限轉速高、精度高、剛度高，在加工中心、數控銑床、車床、內圓磨床和高速雕銑機中獲得了廣泛應用，其主要技術難點在于提高精度壽命和可靠性。液體(動)靜壓主軸以液態“油膜”作為支撐，具有顯著的“誤差均化效應”和阻尼減振性，回轉精度遠高于滾動軸承式主軸，其剛度高，磨損小，壽命長，在精密超精密機床上獲得了廣泛應用，其主要技術難點在于控制高速時主軸的溫升和熱變形。氣體軸承電主軸以“氣膜”作為支撐，回轉精度和極限轉速高于液體(動)靜壓電主軸和滾動軸承式電主軸，其熱穩定性好，是超精密機床和印刷電路板(PCD)鉆床不可或缺的核心部件，其不足之處在于承載能力低，工藝要求高。

　　磁懸浮軸承也是一類重要的主軸支撐方式，極限轉速高，運轉過程中無磨損，其技術難點在于如何提高動剛度和阻尼減振性能，在實現高速的同時保證高加工精度。磁懸浮主軸的核心研究內容是機械系統特性和電磁特性的控制問題。