高速立（lì）式加工中心高速（sù）主軸的關鍵技術分析（xī）

高速立式加工（gōng）中心高速主軸的關鍵技術分（fèn）析

高速加工（gōng）中心的高（gāo）速主軸（zhóu）應具有精（jīng）密度高、剛性好、運行平穩和熱（rè）變形小等特點。

眾所（suǒ）周（zhōu）知,軸承是主軸（zhóu）設計中最重要的（de）零部件,對高速主軸來說更是（shì）如此。低（dī）速運（yùn）行（háng）的主軸常使用鋼球軸承,油脂潤滑,但是,隨著轉速的（de）提高（gāo）,這種設計（jì）方法已不再合適。現在,人們希望主軸既能輸出大（dà）的功率又有高的轉（zhuǎn）速。目前解決該問題的方法是利用混（hún）合陶瓷（cí）軸承（chéng）並輔之以油潤滑,這種方法能適合（hé）於150000r/min以上的轉速。已運用此（cǐ）項技術製（zhì）成200000r/min/75hp和3000000r/min/50hp的主軸。這種主軸中使用（yòng）的軸承的內、外滾道（dào）仍然是用鋼製成的。但其滾動部件是由硬度高且耐磨性好的陶瓷材料製成。由於陶瓷材料比鋼輕,加上其製造工藝可以保（bǎo）證其製成的滾珠比鋼製成的更圓,且工作中（zhōng）不易（yì）變形,熱穩定性好,所以這（zhè）種混（hún）合陶瓷軸承的運行性能良好。

任何一種軸承運行過程中產生的熱量都（dōu）會對其精度和壽命產生負麵影響,因（yīn）此在高速主軸中,必須采取措施來處理這個問題。轉速在100000r/min以上（shàng）的主軸,典型的方法是采用氣油（yóu）混合潤滑係統。這種係統給（gěi）軸承提供最少的(但（dàn）卻是足夠)潤滑以使軸承產（chǎn）生較（jiào）少的熱量（liàng）,其中氣流不僅起潤滑（huá）作用,還可以帶走熱量,除此之外,高（gāo）速主軸還使用軸（zhóu）承冷卻係統來散熱,這種冷卻係統有時也被稱為“冷卻器”。

還（hái）有一些（xiē）其他的減少摩擦的設計方法,其功率為50hp,轉（zhuǎn）速（sù）達200000r/min的主軸使用的是靜動承,這樣,主軸在“液體（tǐ）”中而非在剛性件上轉（zhuǎn）動（dòng）。當轉速需要很高（gāo）時可以使用空氣軸承,但它一般（bān）用於直徑較（jiào）小且轉速要求超（chāo）過1000000r/min的（de）主軸。幾乎無摩擦的磁力軸承也在某些場合得到運用。

在今天的高速立式加工中心高速主軸設計中,混合陶瓷（cí）軸承發揮了巨大的作用（yòng）,而（ér）且在將（jiāng）來的一段的時間裏還繼續發揮這種作用。下一代軸承（chéng）將是純陶（táo）瓷軸承(包括滾道)。現在人們已經掌握了純陶（táo）瓷軸承的製造技術,但是一套高速加工主軸使用的（de）純陶瓷軸承的價格在300000～400000美元左右,如此昂貴的價格阻礙了它的推廣應用。

另外,在主軸的運動轉速下對主軸、刀具及其（qí）刀（dāo）具（jù）夾（jiá）具進行充分的（de）平衡也是非常重（chóng）要的。否則,過量的（de）振（zhèn）動（dòng）將導致徑向跳動問題（tí）,從而（ér）縮短（duǎn）刀具壽命,降低加工表（biǎo）麵質量（liàng）和加工精度。