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1簡介

機械主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主軸部件。在機器中主要用來支撐傳動零件如齒輪、帶輪，傳遞運動及扭矩，如機床主軸；有的用來裝夾工件，如心軸。除了刨床、拉床等主運動為直線運動的機床外，大多數(shù)機床都有主軸部件。主軸部件的運動精度和結(jié)構(gòu)剛度是決定加工質(zhì)量和切削效率的重要因素。衡量主軸部件性能的指標主要是旋轉(zhuǎn)精度、剛度和速度適應(yīng)性。①旋轉(zhuǎn)精度：主軸旋轉(zhuǎn)時在影響加工精度的方向上出現(xiàn)的徑向和軸向跳動（見形位公差），主要決定于主軸和軸承的制造和裝配質(zhì)量。②動、靜剛度：主要決定于主軸的彎曲剛度、軸承的剛度和阻尼。③速度適應(yīng)性：允許的高轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速范圍，主要決定于軸承的結(jié)構(gòu)和潤滑，以及散熱條件。

2機械主軸保養(yǎng)

降低軸承的工作溫度，經(jīng)常采用的辦法是潤滑油。潤滑方式有，油氣潤滑方式、油液循環(huán)潤滑兩種。在使用這兩種方式時要注意以下幾點：

1、在采用油液循環(huán)潤滑時，要保證主軸恒溫油箱的油量足夠充分。

2、油氣潤滑方式剛好和油液循環(huán)潤滑相反，它只要填充軸承空間容量的百分之十時即可。

循環(huán)式潤滑的優(yōu)點是，在滿足潤滑的情況下，能夠減少摩擦發(fā)熱，而且能夠把主軸組件的一部分熱量給以吸收。

對于主軸的潤滑同樣有兩種放式：油霧潤滑方式和噴注潤滑方式。 

3歷史沿革

10世紀30年代以前，大多數(shù)機床的主軸采用單油楔的滑動軸承。隨著滾動軸承制造技術(shù)的提高，后來出現(xiàn)了多種主軸用的高精度、高剛度滾動軸承。這種軸承供應(yīng)方便，價格較低，摩擦系數(shù)小，潤滑方便，并能適應(yīng)轉(zhuǎn)速和載荷變動幅度較大的工作條件，因而得到廣泛的應(yīng)用。但是滑動軸承具有工作平穩(wěn)和抗振性好的優(yōu)點,特別是各種多油楔的動承，在一些精加工機床如磨床上用得很多。50年代以后出現(xiàn)的液體靜承，精度高，剛度高，摩擦系數(shù)小，又有良好的抗振性和平穩(wěn)性，但需要一套復(fù)雜的供油設(shè)備，所以只用在高精度機床和重型機床上。氣體軸承高速性能好,但由于承載能力小,而且供氣設(shè)備也復(fù)雜，主要用于高速內(nèi)圓磨床和少數(shù)超精密加工機床上。70年代初出現(xiàn)的電磁軸承，兼有高速性能好和承載能力較大的優(yōu)點，并能在切削過程中通過調(diào)整磁場使主軸作微量位移，以提高加工的尺寸精度，但成本較高，可用于超精密加工機床。 

機床主軸指的是機床上帶動工件或刀具旋轉(zhuǎn)的軸。通常由主軸、軸承和傳動件（齒輪或帶輪）等組成主 軸部件。主軸是機器中常見的一種零件，主要由內(nèi)外圓柱面螺紋花鍵和橫向孔組成，主軸的作用是車床的執(zhí)行件，它主要起支撐傳動件和傳動轉(zhuǎn)矩的作用，在工作時由它帶動工件直接參加表面成形運動，同時主軸還保證工件對車床其他部件有正確的相對位置。因此，主軸部件的工作性能對加工質(zhì)量和車床的生產(chǎn)率有重要的影響主軸的傳動方式是皮帶傳動和齒輪傳動結(jié)合的，各種車床主軸部件的結(jié)果是有差別的，但是他們的用途基本是一致的，在結(jié)構(gòu)的要求方面也是相同的，在工作性能上都要求與本車床使用性能相適應(yīng)選擇精度剛度等，車床的類型不同主軸工作條件也是不同的。

車床主軸的主要功能：

1、 保證支承剛性；

2、保證回轉(zhuǎn)精度（徑向跳動精度、及軸向竄動精度）；

3、連接作用（卡盤、花盤）；

4、內(nèi)錐及端面的耐磨性（硬度要求）；

5、對主軸組件的靜平衡、及動平衡；

4機械主軸常識

油霧、油氣潤滑采用的油品一般為32號汽輪機油。油潤滑的機床主軸開始運轉(zhuǎn)之前應(yīng)開啟油霧或油氣潤滑系統(tǒng)，主軸停機后再關(guān)閉潤滑系統(tǒng)。水冷卻是主軸冷卻的常用方式，要求冷卻水有一定的防銹功能，必要時要求對冷卻水進行適當過濾，在主軸運轉(zhuǎn)之前應(yīng)開啟冷卻系統(tǒng)對主軸開始冷卻。機床主軸可以降速使用，但必須按電機的設(shè)計特性曲線調(diào)整相應(yīng)的輸入電壓（變頻器輸出）參數(shù)。采用油霧或油氣潤滑的主軸還需要保證壓縮空氣干燥潔凈。

主軸的參數(shù)不同，對變頻器的要求也不同。選擇變頻器要與機床主軸的參數(shù)相匹配，其中變頻器額定電流至少為機床主軸的1.3倍，好在1.5倍以上。主軸常用的潤滑方式有三種：油脂、油霧和油氣。油脂潤滑結(jié)構(gòu)簡單，使用方便、綠色環(huán)保；油霧潤滑可以適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，目前應(yīng)用也為廣泛，但它對環(huán)境有一定的影響；油氣潤滑效果好，可適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速，對環(huán)境無污染，但油氣潤滑裝置價格較高。

5變速方式

無級變速

數(shù)控機床一般采用直流或交流主軸伺服電動機實現(xiàn)主軸無級變速。

交流主軸電動機及交流變頻驅(qū)動裝置（籠型感應(yīng)交流電動機配置矢量變換變頻調(diào)速系統(tǒng)），由于沒有電刷，不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能已達到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。因此，目前應(yīng)用較為廣泛。

主軸傳遞的功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。當機床處在連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，主軸的轉(zhuǎn)速在437~3500r/min范圍內(nèi)，主軸傳遞電動機的全部功率11kW，為主軸的恒功率區(qū)域Ⅱ（實線）。在這個區(qū)域內(nèi)，主軸的大輸出扭矩（245N.m）隨著主軸轉(zhuǎn)速的增高而變小。主軸轉(zhuǎn)速在35~437r/min范圍內(nèi)，主軸的輸出轉(zhuǎn)矩不變，稱為主軸的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域Ⅰ（實線）。在這個區(qū)域內(nèi)，主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉(zhuǎn)速的降低而減小。圖中虛線所示為電動機超載（允許超載30min）時，恒功率區(qū)域和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域。電動機的超載功率為15kW，超載的大輸出轉(zhuǎn)矩為334N.m。

分段無級變速

數(shù)控機床在實際生產(chǎn)中，并不需要在整個變速范圍內(nèi)均為恒功率。一般要求在中、高速段為恒功率傳動，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動。為了確保數(shù)控機床主軸低速時有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，使之成為分段無級變速。