主轴部件结构及常见故障分析

主轴是数控机床上带动刀具或工件旋转，产生切削运动的运动轴，它往往是数控机床上单轴功率消耗最大的运动轴。通常情况下，与普通机床一样，数控机床也必须通过变速，才能使主轴获得不同的转速，以适应不同的加工要求。主轴在变速的同时，还要求能够传递一定的功率和足够的转矩，来满足切削的需要。

数控机床的主轴除应满足普通机床主轴的要求外，还提出以下要求：

①具有更大的调速范围，并实现无级调速。当机床的主轴具有较高的转速和较宽的调速范围才能保证加工时，能够选用较合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能。

②具有较高的精度和刚度，且传动平稳，噪声低。数控机床加工精度的提高，与机床的主轴结构的刚度密切相关，因此应提高其传动件的制造精度与刚度。如齿轮的齿面应进行高频感应加热淬火，以增加其耐磨性；最后一级应采用斜齿轮传动，提高传动的平稳性；采用高精度轴承，并选择合理的支承跨距等措施，可提高主轴组件的刚性。(www.xing528.com)

③好的抗振性和热稳定性。数控机床一般要连续进行粗加工和精加工，且加工时可能由于切削加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具或零件，使加工无法进行。因此在机床主轴结构中，各主要零部件不但要具有一定的静刚度，而且要具有足够的抗振性，抑制各种干扰引起的振动。抗振性常用动刚度或动柔度来衡量，例如主轴组件的动刚度取决于主轴的当量静刚度、阻尼比及固有的频率等参数。

机床在切削加工中，主轴结构的发热使其所含的零部件产生热变形，破坏了零部件之间相对位置精度和运动精度，从而造成加工误差；且热变形限制了切削用量的提高，降低传动效率，甚至影响生产率。主轴部件的热稳定性常常通过保持部件之间的合适配合间隙、循环润滑、平衡保持等措施来实现。