机床主轴常用轴承_机床主轴轴承安装_数控机床主轴的结构

　　机床主轴轴承是精密机床及类似设备的主轴轴承，它对保证精密机床的工作精度和使用性能。

　　数控机床主轴：指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件（齿轮或带轮）等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮，传递运动及扭矩，如机床主轴（有的用来装夹工件）、心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外，大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。

　　衡量主轴部件性能的指标主要是旋转精度、刚度和速度适应性。

　　（1）旋转精度：主轴旋转时在影响加工精度的方向上出现的径向和轴向跳动（见形位公差），主要决定于主轴和轴承的制造和装配质量。

　　（2）动、静刚度：主要决定于主轴的弯曲刚度、轴承的刚度和阻尼。

　　（3）速度适应性：允许的最高转速和转速范围，主要决定于轴承的结构和润滑，以及散热条件。

　　数控机床的机械主轴和电主轴结构

　　机械主轴

　　机械主轴结构

　　高速电主轴

　　数控机床主轴常用的几种滚动轴承的结构形式

　　机床主轴带着刀具或夹具在支承件中作回转运动，需要传递切削扭矩，承受切削抗力，并保证必要的旋转精度。数控机床主轴支承根据主轴部件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。一般中小型数控机床（如车床、铣床、加工中心、磨床）的主轴部件多数采用滚动轴承；重型数控机床采用液体静压轴承；高精度数控机床（如坐标磨床）采用气体静压轴承；超高转速（2～10万转／分钟）的主轴可采用磁力轴承或陶瓷滚珠轴承。在各种类型的轴承中，以滚动轴承的使用最为普遍，图1所示为主轴常用的几种滚动轴承的类型。

　　（a） 双列圆柱滚子轴承 （b） 双列推力向心球轴承 （c） 双列圆锥滚子轴承

　　（d） 带凸缘双列圆柱滚子轴承 （e） 带弹簧的单列圆锥滚子轴承

　　图1 主轴常用的几种滚动轴承的结构形式

　　1、主轴滚动轴承的配置

　　根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和结构的复杂程度，合理配置轴承，可以提高主传动系统的精度。采用滚动轴承支承，有许多不同的配置形式，目前数控机床主轴轴承的配置主要有如图2所示的几种形式。

　　图2 数控机床主轴的配置形式

　　在图（a）所示的配置形式中，前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60°角接触球轴承组合，承受径向载荷和轴向载荷，后支承采用成对角接触球轴承，这种配置可提高主轴的综合刚度，满足强力切削的要求，普遍应用于各类数控机床。在图（b）所示的配置形式中，前轴承采用角接触球轴承，由2～3个轴承组成一套，背靠背安装，承受径向载荷和轴向载荷，后支承采用双列短圆柱滚子轴承，这种配置适用于高速、重载的主轴部件，图（c）所示前后支承均采用成对角接触球轴承，以承受径向载荷和轴向载荷，这种配置适用于高速、轻载和精密的数控机床主轴。图（d）所示前支承采用双列圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷，后支承采用单列圆锥滚子轴承，这种配置可承受重载荷和较强的动载荷，安装与调整性能好，但主轴转速和精度的提高受到限制，适用于中等精度，低速与重载荷的数控机床主轴。

　　2、主轴滚动轴承的预紧

　　对主轴滚动轴承进行预紧和合理选择预紧量，可以提高主轴部件的回转精度、刚度和抗振性。滚动轴承间隙的调整或预紧，通常是通过轴承内、外圈的相对轴向移动来实现的。

　　图3 滚动轴承的预紧方法

　　（1）轴承内圈移动 这种方法适用于锥孔双列圆柱滚子轴承。用螺母通过套筒推动内圈在锥形轴颈上作轴向移动，使内圈变形胀大，在滚道上产生过盈，从而达到预紧的目的。图3所示为几种移动轴承内圈的预紧形式，图（a）结构简单，但预紧量不易控制，常用于轻载机床主轴部件。图（b）用右端螺母限制内圈的移动量，易于控制预紧量。图（c）在主轴凸缘上均布数个螺钉以调整内圈的移动量，调整方便，但是用几个螺钉调整，易使垫圈歪斜。图（d）将紧靠轴承右端的垫圈做成两个半环，可以径向取出，修磨其厚度可控制预紧量的大小，调整精度较高。调整螺母一般采用细牙螺纹，便于微量调整，而且在调好后要锁紧防松。

（2）修磨座圈 通过修磨轴承的内外座圈，可以调整轴承的预紧力。图4所示为两种修磨的形式。图 （a）为轴承外围宽边相对（背对背）安装，这时修磨轴承内圈的内侧，使间隙a增大；图（b）所示为外围窄边相对（面对面）安装，这时修磨轴承外圈的窄边。在安装时按图示的相对关系装配，并用螺母或法兰盖将两个轴承轴向压拢，使两个