数控车床机械主轴单元的轴承布置结构
数控机床主轴部件构造
数控机床主轴部件构造主轴部件是数控机床的核心部件，其运转准确度、耐磨性能、防震性能、机械强度等都会影响到工件加工的质量，再加上操作过程中还会有环境的影响以及人为因素的影响，工件加工的质量就更难得到保证。
所以要从可控的方面着手，将一切可控因素都调整到位，比方数控机床的主轴构造设计以及主轴构造的日常维护等。
目前所使用的数控机床类型主要包括数控车床、数控铣床以及工件加工中心。
1.数控车床主轴部件构造特点（1）主轴的主体构造是一个空心阶梯轴。
（2）主轴的前面部分主要由法兰盘和专门的卡盘构造组成。
（3）主轴的后面部分放置回转油缸。
（4）主轴空心部分用于设置油缸的活塞杆。
（5）车床的传动装置主要有齿轮传动、传送带传送以及齿轮-传送带组合传动等方式。
（6）驱动器主要作用是连接电动机，驱动数控车床的运转。
（7）光电脉冲编码器，用于测量主轴的转动速度，并及时反应信息至数控系统。
（8）回转油缸的主要作用是通过调整液压来控制卡盘装置与法兰盘的结合与分离。
2.数控铣床主轴部件构造特点（1）同数控车床一样，主轴的中心是空心的。
（2）主轴的前面部分是一个比例为7：24的锥型孔洞，并且在端面上设有一对专门的主轴转矩检测装置将主轴转矩数据传输给铣刀。
（3）主轴的后面部分设有液压缸装置用于放松铣刀。
（4）主轴中间的空心部分用于弹簧的安装、以及铣刀固定刀爪的安装等。
（5）主轴的传动装置主要是齿轮传动，而且是变速传动。
（6）电气构造与数控车床相似，驱动器用于连接电动机，驱动数控铣床的运转；光电脉冲编码器，用于测量主轴的转动速度，并及时反应信息至数控系统；液压缸的主要作用是通过调整液压来控制回路。
3.工件加工中心主轴部件构造特点工件加工中心主轴部件的大致构造与数控铣床相类似，唯一不同的地方在于工件加工中心自带刀库和自动换刀的装置，自动化程度相对较高，在控制构造上与数控铣刀会有所不同，具体表现在：（1）主轴多出一个停转精度控制装置，主要作用是严格控制好主轴结束的位置，便于自动换刀装置开展精准、有效率的换刀。
数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴 编码器
主轴编码电器主轴
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——液压卡 盘
液压驱动动力自定心夹盘
1—驱动爪 2—卡爪 3—卡盘 4—活塞杆
6、7—行程开关 电数主控轴车床液压卡 盘
5—液压缸
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——液压卡 盘
1.职业能力目标 （1）能读懂数控机床的主轴装配图纸； （2）能理解并分析主轴各零件功能作用； 2.专业知识目标 （1）能建立数控机床的主轴及主传动基本概念； （2）能知道数控机床的主轴的基本结构及组成、工 作原理
（3）掌握数控机床主轴技术要求
阅读分析数控机床主轴箱装配图
阅读分析数控机床主轴箱装配图
一、对数控机床主传动系统的要求
①具有更大的调速范围并实现无级调速。 ②具有较高的精度与刚度，传递平稳，噪声低。 ③良好的抗振性和热稳定性 ④在车削中心上，要求主轴具有C轴控制功能。 ⑤在加工中心上，要求主轴具有高精度的准停功能。 ⑥具有恒线速度切削控制功能。
二、数控机床主传动系统的参数
（1）.主传动功率 P=Pc/η Pc=Fz V/6000=M*n/65500
主轴电动 机
① 主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴） ④、电主轴
三、主轴零、部件
1、主轴零件 要求：尺寸参数、端 部结构、
材料、轴颈精 度
电主轴
三、主轴零、部件
主轴端部结构
钻、镗床主轴 磨床主轴 电主轴
铣床主轴 内磨床主轴
三、主轴零、部件
2、主轴轴承
电双主列轴圆柱滚子轴承
三、主轴轴其它结构——主轴 准
电加主工轴中心准停
三、主轴零、部件
数控机床常用的主传动的机械结构
数控机床的主轴部件一般包括主轴、主轴轴承和传动件等。
对于加工中心，主轴部件还包括刀具自动夹紧装置、主轴准停装置和主轴孔的切屑消除装置。
1．主轴轴承的配置形式数控机床主轴轴承主要有以下几种配置形式：（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60度角接触双列向心推力球轴承，后支承采用向心推力球轴承，如图2-30（a）所示。
（2）前支承采用高精度双列向心推力球轴承，如图2-30（b）所示。
（3）前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承采用单列圆锥滚子轴承，如图2-30（c）所示。
在主轴的结构上必须处理好卡盘或刀具的安装、主轴的卸荷、主轴轴承的定位、间隙调整、主轴部件的润滑和密封等问题。
对于某些立式数控加工中心，还必须处理好主轴部件的平衡问题。
2．主轴的自动装夹和切屑消除装置在加工中心上，为了实现刀具在主轴上的自动装卸，其主轴必须设计有自动夹紧机构。
例如自动换刀数控立式镗铣床（JCS-018）的主轴部件如图2-31所示。
3．主轴准停装置加工中心的主轴部件上设有准停装置，其作用是使主轴每次都准确地停在固定不变的周向位置上，以保证自动换刀时主轴上的端面键能对准刀柄上的键槽，同时使每次装刀时刀柄与主轴的相对位置不变，提高刀具的重复安装精度，从而可提高孔加工时孔径的一致性。
另外，一些特殊工艺要求，如在通过前壁小孔镗内壁的同轴大孔，或进行反倒角等加工时，也要求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的方位上，以便主轴偏移一定尺寸后，使大刀刃能通过前壁小孔进入箱体内对大孔进行镗削。
目前，主轴准停装置很多，主要分为机械式和电气式两种。
JCS-018加工中心采用电气准停装置，其原理见图2-32。
在带动主轴旋转的多楔带轮1的端面上装有一个厚垫片4，垫片上装有一个体积很小的永久磁铁3，在主轴箱箱体的对应于主轴准停的位置上，装有磁传感器2。
当机床需要停车换刀时，数控装置发出主轴停转的指令，主轴电动机立即降速，在主轴以最低转速慢转几圈、永久磁铁3对准磁传感器2时，磁传感器发出准停信号，该信号经放大后，由定向电路控制主轴电动机停在规定的周向位置上。
数控机床结构结构图
可编程控制器
数控车床 数控车床的工艺用途 的组成 数控车床的组成
影响车床布局形式的因素
操作面板
输入输出设备 CNC装置
伺服单元、驱动装置和测量装置
PLC、机床I/O电路和装置 机床主机
数控车床 主轴箱和尾座的布局形式 水平床身配置水平滑板
数 的布局 床身和导轨的布局形式
倾斜床身配置倾斜滑板 水平床身配置倾斜滑板
按照技术水平的高低分类 1.数显及打字型 2.带有小型电子计算机
进行数据处理型 3.计算机数字控制型
其他分类方法 大型、中型、小型；精密型、生产型
三
三坐标测量 机的构成
坐
三坐标测量机的主体 三坐标测量机的测量系统 三坐标测量机计算机控制系统和软件
标
三坐标测量机
直接测量方法 程序测量方法
测 的测量方式
床概述 数控冲床的工作原理
数控冲床的
数控冲床的组成
主机
数控装置
冲 组成与结构 数控冲床的结构
床
典型数
ZX数控冲床 性能特点
技术参数
控冲床
伺服复合小型精密钣金加工冲床
主要特点 技术参数
三坐标测 量机概述
三坐标测量机的功能 按照工作方式分类 1.点位测量法 2.连续扫描测量方式 三坐标测量机的类型 按照结构形式分类 1.悬臂式 2.桥式 3.龙门式 4.立柱式 5.坐标镗床式
冷却润滑技术（冷却
轨
数控机床导轨的类型与特点 滚动导轨
静压导轨
数控机床自动排 屑装置
平面链式排屑装置 刮板式排屑装置 螺旋式排屑装置 磁性排屑器
摩擦阻力小
位置检测装置
位置检测装置的要求（4点） 数字式与模拟式
的要求与类型
机床主轴轴承
机床主轴轴承介绍机床主轴轴承是机床中的重要部件之一，承受着主轴的旋转运动和负荷，对机床的性能和精度起着重要的影响。
本文将对机床主轴轴承的结构、工作原理和常见故障进行介绍。
结构机床主轴轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
内圈和外圈分别安装在主轴和机床基座上，滚动体则沿内圈和外圈的环形轨道上滚动，保持架用于保持滚动体的位置。
工作原理机床主轴轴承的工作原理基于滚动摩擦。
当主轴带动内圈旋转时，滚动体沿轴承轨道上下滚动，通过滚动摩擦和滚动阻力，使内圈和外圈之间形成稳定的摩擦力。
这种摩擦力将传递主轴的旋转运动和负荷。
根据滚动体的不同，机床主轴轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承滚动轴承是通过滚动体在内圈和外圈之间的滚动运动传递力量的。
常见的滚动轴承类型有深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承等。
滚动轴承具有高载荷能力、刚性好和摩擦系数小等特点。
滑动轴承滑动轴承是通过润滑剂在内圈和外圈之间形成润滑膜，减小摩擦来传递力量的。
常见的滑动轴承类型有液体动压轴承、磁流体轴承和气体静压轴承等。
滑动轴承具有低噪音、高转速和尺寸灵活等特点。
常见故障机床主轴轴承在使用过程中可能会出现一些常见故障，包括磨损、断裂和润滑不良等。
由于摩擦力的作用，机床主轴轴承的内圈和外圈表面可能会产生磨损。
长时间的磨擦会导致轴承表面粗糙，进一步影响轴承的工作性能。
断裂机床主轴轴承在承受超负荷工作或外力冲击时，容易发生断裂。
轴承断裂会导致主轴无法正常旋转，影响机床的工作精度和稳定性。
润滑不良机床主轴轴承的润滑不良会导致轴承摩擦增加，产生过多热量和噪音。
长期润滑不良还会加速轴承的磨损，缩短轴承的使用寿命。
维护保养为了延长机床主轴轴承的使用寿命，我们需要进行定期的维护保养工作。
定期清洁轴承表面的灰尘和污垢，防止其进入轴承内部，影响轴承运转。
润滑选择合适的润滑剂，按照规定的润滑周期和用量对轴承进行润滑，保持轴承的良好润滑状态。
数控机床主轴部件结构
数控机床主轴部件结构1.主轴箱体：主轴箱体是主轴部件的主要支撑部分，通常由铸铁或钢板焊接而成。
其主要功能是支撑主轴轴承和主轴电机，并提供刚性和稳定的工作环境。
主轴箱体通常有进给箱和冷却箱两个部分，进给箱用于传送动力和转矩到主轴，而冷却箱则用于散热和冷却主轴。
2.主轴轴承：主轴轴承用于支撑和定位主轴，使其能够高速旋转并承受工作负载。
根据不同的需求，主轴轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承两种类型。
滚动轴承主要有角接触球轴承、圆锥滚子轴承和球面滚子轴承等；滑动轴承则有液体静压轴承和磁浮轴承等。
主轴轴承通常由高速钢或陶瓷制成，以提供低摩擦和高刚度的特性。
3.主轴电机：主轴电机用于提供主轴的驱动力和转矩。
根据不同的需求和机床类型，主轴电机可以采用交流电机、直流电机或伺服电机等。
交流电机通常具有较好的响应性和调速性能，而直流电机则提供更高的转矩和速度范围。
伺服电机则结合了交流电机和伺服控制系统，可实现更精确的位置和速度控制。
4.主轴夹头：主轴夹头用于夹持工件或刀具，使其与主轴保持刚性连接。
主轴夹头通常有机械夹头和液压夹头两种类型。
机械夹头通过螺纹、卡盘或夹具等机械结构实现夹紧，适用于一般的加工需求。
液压夹头则通过液压系统提供更高的夹紧力和精确的夹紧位置，适用于高精度加工和重负载切削。
除了以上主要部件，数控机床主轴还可能包括冷却系统、振动补偿系统、联轴器等。
冷却系统用于降低主轴温度，保证加工质量和主轴寿命；振动补偿系统用于抑制主轴振动，提高加工质量和效率；联轴器用于连接主轴电机和主轴轴承，传递动力和转矩。
总之，数控机床主轴部件结构的设计旨在实现稳定高速、高精度的加工要求。
不同的机床和加工需求可能会有不同的主轴结构和配置，但其核心目标都是提供高效的驱动力和承载能力，以满足工业生产的要求。
数控车床主轴设计
数控车床主轴系统分析报告学院：机械工程学院班级：09创新一班姓名：学号：*******xxxMJ-50数控车床主轴结构下图为MJ-50数控车床主轴结构。
交流主轴电动机通过带轮15把运动传给主轴7 。
主轴前支承由一个双列圆柱滚子轴承1 1和一对角接触球轴承1 0组成，轴承11用来承受径向载荷，两个角接触球轴承分别承受两个方向的轴向载荷，另外还承受径向载荷。
松开螺母8的锁紧螺钉，就可用螺母来调整前支承轴承的间隙。
主轴的后支承为双列圆柱滚子轴承14，轴承间隙由螺母1和螺母6来调整。
主轴的支承形式为前端定位，主轴受热膨胀向后伸长，前后支承所用双列圆柱滚子轴承的支承刚性好，允许的极限转速高。
前支承中的角接触轴承能承受较大的轴向载荷，且允许的极限转速高。
主轴所采用的支承结构适宜高速大载荷的需要。
主轴的运动经过同步带轮16、同步带轮3以及同步带2带动脉冲编码器4，使其与主轴同速运转。
脉冲编码器用螺钉5固定在主轴箱体9上。
1、主传动系统的传动方式：机床主传动系统可分为无极变速传动和有级变速变速传动。
与普通机床相比，数控车床的主传动采用交、直流主轴调速电动机，电动机调速范围大，并可无级调速，使主轴箱结构大为简化。
为了适应不同的加工需要，数控车床的主传动系统有一下三种传动方式：1.1由电机直接驱动：主轴电机与主轴通过联轴器直接连接，或采用内装式主轴电动机直接驱动，如下图a所示。
采用直接驱动大大简化了主轴箱结构，能有效提高主轴刚度。
这种传动的特点是主轴转速的变化、出去转矩与电机的特性完全一致。
但由于主轴的输出功率和转矩特性直接决定于主轴电动机的性能，因而使这种变速传动的应用受到了一定的限制。
1.2采用定比传动：主轴电动机经定比传动传递给主轴，如下图b所示。
定比传动可采用带传动或齿轮传动，带传动具有传动噪声小、振动小的有点，一般应用在中小型数控车床上。
采用定比传动扩大了直接驱动的应用范围，即在一定程度上能满足主轴功率与转矩的要求，但其变速范围仍与电动机的调速范围相同。
数控机床主轴部件结构
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴准
编码器主轴准停控制
机电设备安装与调试 第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——松拉刀与清洁结构
加工中心主轴松拉刀与清洁结构
机电设备安装与调试 第二章 数控机床机械结构的装配与调试
④、电主轴
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
1、主轴零件
要求：尺寸参数、端部结构、 材料、轴颈精度
电主轴
机电设备安装与调试 第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
主轴端部结构
钻、镗床主轴
铣床主轴
4、主轴轴承典型应用与主轴结构
电主轴
机电设备安装与调试
数控车床主轴一
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
4、主轴轴承典型应用与主轴结构
电主轴 数控车床主轴二
机电设备安装与调试 第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴准
典型的V形槽轮定 电主轴
机电设备安装与调试 第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴准
主轴的准停装置
机电设备安装与调试
磁传感器在主轴上的位置
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍ppt(36张)
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
1、主轴零件 要求：尺寸参数、端部结构、
材料、轴颈精度
机电设备安装与调试 数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
电主轴
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
电数控主车轴床液压卡盘
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
情景三 数控机床主轴部件结构
三、主轴零、部件
5、主轴其它结构——主轴准
机电设备安装与调试 数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
电加主工轴中心准停
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
数控机床主轴部件结构介绍(PPT36页)
②、电动机经同步齿形带传动主轴
主轴电动机
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
二、主传动系统的配置
③、电动机经齿轮变速传动主轴
主轴电动 机
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
① 主轴电动机直接驱动（一体化主轴，电主轴）
情景三 数控机床主轴部件结构
阅读分析数控机床主轴箱装配图
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
阅读分析数控机床主轴箱装配图
机电设备安装与调试
第二章 数控机床机械结构的装配与调试
情景三 数控机床主轴部件结构
一、对数控机床主传动系统的要求
①具有更大的调速范围并实现无级调速。 ②具有较高的精度与刚度，传递平稳，噪声低。 ③良好的抗振性和热稳定性 ④在车削中心上，要求主轴具有C轴控制功能。 ⑤在加工中心上，要求主轴具有高精度的准停功能。 ⑥具有恒线速度切削控制功能。
数控机床主轴结构与调整
机电设备故障诊断与检测维修
（2）防泄漏
图中(a) 图中(a)是利用轴承盖与轴的间隙密 (a) 封，轴承盖的孔内开槽是为了提高 密封效果，这种密封用在工作环境 比较清洁的油脂润滑处； 图中(b) (b)是在螺母2的外圆上开锯齿 图中(b) 形环槽，当油向外流时，靠主轴转 动的离心力把油沿斜面甩到端盖1的 空腔内，油液流回箱内； 图中(c) (c)是迷宫式密封结构，在切屑 图中(c) 多，灰尘大的工作环境下可获得可 靠的密封效果，这种结构适用油脂 或油液润滑的密封。非接触式的油 液密封时，为了防漏，重要的是保 证回油能尽快排掉，要保证回油孔 的畅通。
机电设备故障诊断与检测维修
2、滚珠丝杠螺母副机构 、
2.1 滚珠丝杠螺母副的结构原理： 滚珠丝杠螺母副的结构原理：
在丝杠和螺母上都装有半圆弧形的螺旋槽， 在丝杠和螺母上都装有半圆弧形的螺旋槽 ， 当它们套装在一起时便形成 了滚珠的螺旋滚道。螺母上有滚珠回路管道， 了滚珠的螺旋滚道 。 螺母上有滚珠回路管道 ， 将几圈螺旋滚道的两端连接起 构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠相对于螺母旋转时， 来 ， 构成封闭的循环滚道 ， 并在滚道内装满滚珠 。 当丝杠相对于螺母旋转时 ， 两者发生轴向位移， 两者发生轴向位移，而滚珠则可沿着滚道流动 。
滚珠丝杠的支撑方式 滚珠丝杠的支撑方式 (a)仅一端装推力轴承 仅一端装推力轴承;(b)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承； 一端装推力轴承， 仅一端装推力轴承 一端装推力轴承 另一端装深沟球轴承； (c)两端装推力轴承 两端装推力轴承;(d)两端装推力轴承和深沟球轴承 两端装推力轴承和深沟球轴承 两端装推力轴承
机电设备故障诊断与检测维修
2、滚珠丝杠螺母机构 、 2.5 滚珠丝杠副的制动装置
CK6136数控车床主轴部分机械设计
CK6136数控车床主轴部分机械设计1.主轴箱设计：主轴箱是支撑主轴的机床基础部件，它需要具备足够的刚性和稳定性。
主轴箱通常采用铸铁材料，采用箱形结构设计，以确保足够的强度和刚性。
主轴箱内部需要进行润滑油的循环，以降低摩擦和热量，提高主轴的使用寿命和稳定性。
2.主轴轴承设计：主轴轴承是支撑和固定主轴的关键部件，它需要满足高速旋转的要求，并具备足够的刚性和稳定性。
根据车床的使用要求和主轴的转速范围，可以选择不同类型的主轴轴承，如滚动轴承、滑动轴承或德国Schneeberger线性导轨轴承。
为了提高主轴的刚性和稳定性，还可以在主轴轴承上采用预拉力调节装置，以减少轴承的磨损和提高主轴的精度。
3.主轴驱动系统设计：主轴驱动系统是将动力传递给主轴的部件，常见的主轴驱动方式有皮带传动和直接驱动。
皮带传动方式可以通过调整皮带紧张度来调节主轴转速，适用于一些变速主轴车床。
直接驱动方式更加简单可靠，能够提供更高的主轴转速和更精确的加工效果。
直接驱动方式常见的有电机和主轴同轴分装，以及电机和主轴同轴集成在一起的设计。
为了确保主轴驱动的稳定性和准确性，需要采用高精度的联轴器和齿轮传动装置，以减少传动误差和振动。
此外，为了保证主轴的使用寿命和精度，还需要对主轴进行冷却和清洁。
冷却包括内部冷却和外部冷却，可以采用冷却液进行内部冷却，通过风扇或冷却器对外部进行冷却。
清洁方面可以采用集尘装置和冷却液过滤器，以确保主轴的清洁和润滑。
总之，CK6136数控车床的主轴部分机械设计是一个综合性工作，需要考虑刚性、稳定性、精度、耐用性等多方面因素。
只有通过精心的设计和优化选择，才能实现主轴的高效工作和长期可靠运行。
数控车床机械主轴单元的轴承布置结构
数控车床机械主轴单元的轴承布置结构常用的数控车床机械主轴单元通常按照其机床的加工性能，对主轴的结构有不同的要求，通常会按照机床的刚度指标分成三大类。
一、高速轻载型该主轴的配置是以车削有色金属为主或轻切的机床上，轴承结构为前三后二的角接触轴承组合结构，由于具有很强的高速性，配合CBN或其它硬质合金刀具，可以获得较高的工件粗糙度及真圆度。
这个类型的主轴在华南地区的机床制造领域是非常普遍的，几乎配置了98%以上的数控车床。
HEAVY CUT公司批量制造的该款主轴其内部结构如图1所示。
图1为了满足主轴的高速性，在这款主轴的轴承结构中，其预紧载荷大部分采取轻预紧或特轻预紧的方式对轴承进行配对。
值得提出的是，国产轴承的配对预紧标准相对进口品牌产品而言，其预紧量高出进口产品的几倍、十倍、甚至几十倍，这与一个国家的行业执行标准有关，也是我国高速轴承在主轴行业的应用表现不及进口产品的主要原因。
当然，从一定角度来讲，国产轴承的配对后相对轴向刚度优于进口轴承，但在高速特性应用方面却损失了极大的市场。
通常在轴承的接触角度选择上，可以适当的通过加大接触角而增加主轴承的轴向刚度系数。
目前最常用的接触角度为15。
、25。
及进口产品的18。
角。
接触角度值越大，其轴向刚度值越大。
相反，接触角越大，其高速性指标越低，其额定载荷指标也越低。
标准型的角接触球轴承，在实际运用中，按轴承的内径计算已经达到了20～25m/s的工作线数度。
HEAVY CUT公司技术部门做过一项实验，在预载力同等的条件下，国产轴承也能够胜任这项工作指标。
同一规格的产品，钢球直径越小，其速度指标也越高。
二、中高速重载型重载系列的车床主轴单元，在我国及世界车床的发展史上也是刚兴起不久的一种结构，主要从追求主轴的速度上作出的改进，将原来的平面轴承改成了一套角接触轴承，从而提高了车床的转速。
其前后都采用了圆锥孔双列短圆柱滚子轴承，中间配置一对角接触球轴承。
结构参见图2。
数控机床结构-数控机床的主轴轴承
数控机床结构-数控机床的主轴轴承主轴轴承(1)主轴部件常用滚动轴承的类型①锥孔双列圆柱滚子轴承如图3.4(a)所示是锥孔双列圆柱滚子轴承，内圈为1:12的锥孔。
当内圈沿锥形轴颈轴向移动时，内圈胀大以调整滚道的间隙。
滚子数目多，两列滚子交错排列，因而承载能力大，刚性好，允许转速高，它的内、外圈均较薄，因此，要求主轴轴颈与箱体孔均有较高的制造精度，以免轴颈与箱体孔的形状误差使轴承滚道发生畸变而影响主轴的旋转精度。
该轴承只能承受径向载荷。
图3.4 主轴常用的滚动轴承②双列推力角接触球轴承如图3.4(b)所示是双列推力角接触球轴承，接触角为60°，球径小，数目多，能承受双向轴向载荷。
磨薄中间隔套，可以调整间隙或预紧，轴向刚度较高，允许转速高。
该轴承一般与双列圆柱滚子轴承配套用作主轴的前支承，并将其外圈外径做成负偏差，保证只承受轴向载荷。
③双列圆锥滚子轴承如图3.4（c）所示是双列圆锥滚子轴承，它有一个公用外圈和两个内圈，由外圈的凸肩在箱体上进行轴向定位，箱体孔可以镗成通孔。
磨薄中间隔套可以调整间隙或预紧，两列滚子的数目相差一个，能使振动频率不一致，明显改善了轴承的动态性。
这种轴承能同时承受径向和轴向载荷，通常用作主轴的前支承。
④带凸肩的双列圆柱滚子轴承如图3.4（d）所示是带凸肩的双列圆柱滚子轴承，结构上与图3.4（c）相似，可用作主轴前支承。
滚子做成空心的，保持架为整体结构，充满滚子之间的间隙，润滑油由空心滚子端面流向挡边摩擦处，可有效地进行润滑和冷却。
空心滚子承受冲击载荷是可产生微小变形，能增大接触面积并有吸振和缓冲作用。
滚动轴承的精度有E级(高级)、D级(精密级)、C级(特精级)和B级(超精级)4种等级。
前支承的轴承精度一般比后支承的轴承精度高一个等级。
一般数控机床前支承通常采用C、D级轴承，后支承则常采用D、E级轴承。
特高精度的数控机床前后支承均用B级精度轴承。
（2）主轴滚动轴承的配置合理配置轴承可以提高主轴精度、降低温升和简化支承结构。
主轴轴端部件的结构
4.主轴部件的结构主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接影响。
主轴部件主要包括主轴、轴承、传动件、刀具自动夹紧松开装置和主轴准停装置等。
1）主轴轴端和支承主轴部件根据不同的数控机床采用不同的主轴轴承。
大部分数控机床的主轴部件多采用滚动轴承。
合理配置轴承可以提高主轴精度，降低温升，简化支承结构。
主轴轴端部件的结构机床主轴的几种结构形式主轴常用的几种滚动轴承的结构形式数控机床主轴的配置形式(c)(b)(a )(d)适用：可满足强力切削，普遍应用各类数控机床适用：高速重载的主轴部件适用：中等精度、低速、重载的主轴部件适用：高速、轻载和精密的主轴部件2）典型数控机床的主轴部件结构卧式车床主轴部件结构图1、5-螺钉2-带轮连接盘3、15、16-螺钉4－端盖6-圆柱滚柱轴承7、9、11、12-挡圈8-热调整套10、13、17-角接触球轴承14-卡盘过渡盘18-主轴19-主轴箱箱体三支承数控机床主轴部件3）主轴内部刀具自动夹紧机构右图为JCS－018型立式加工中心主轴部件结构图。
刀具夹紧机构采用蝶形弹簧夹紧，液压放松，可以保证在工作中，即使突然停电，刀具也不会自行脱落。
1-端面键2-主轴3-拉钉4-钢球5-蝶形弹簧6-拉杆7-活塞8、9-行程开关5.主轴准停功能每次机械手自动装取刀具时，必须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键,为满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称主轴定向装置。
（保证自动换刀）在加工精密坐标孔时，由于每次都能在主轴的固定圆周位置换刀，故能保证刀尖与主轴相对位置的一致性，从而减少被加工孔的尺寸分散度（提高刀具重复定位精度）；满足一些特殊工艺要求。
换刀时需要主轴准停在某一位置,有机械式和电气式。
而现代CNC 机床上，一般都采用电气方式定向。
a）机械式主轴准停8.1数控机床的主传动系统b）电气式（磁传感器）主轴准停。
主轴结构及工作原理
主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接影响。
特别是如果数控机床在加工过程中不进行人工调整，这些影响将更为严重。
数控机床主轴部件在结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具自动装夹、主轴的定向停止等问题。
数控机床主轴的支承主要采用图8-5所示的三种主要形式。
图8-5a所示结构的前支承采用双列短圆柱滚子轴承和双向推力角接触球轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承。
这种结构的综合刚度高，可以满足强力切削要求，是目前各类数控机床普遍采用的形式。
图8-5b所示结构的前支承采用多个高精度向心推力球轴承，后支承采用单个向心推力球轴承。
这种配置的高速性能好，但承载能力较小，适用于高速、轻载和精密数控机床。
图8-5c所示结构为前支承采用双列圆锥滚子轴承，后支承为单列圆锥滚子轴承。
这种配置的径向和轴向刚度很高，可承受重载荷，但这种结构限制了主轴最高转速和精度，因而仅适用于中等精度、低速与重载的数控机床主轴。
主轴内部刀具自动夹紧机构是数控机床特别是加工中心的特有机构。
图8-6为ZHS-K63加工中心主轴结构部件图，其刀具可以在主轴上自动装卸并进行自动夹紧，其工作原理如下：当刀具2装到主轴孔后，其刀柄后部的拉钉3便被送到主轴拉杆7的前端，在碟形弹簧9的作用下，通过弹性卡爪5将刀具拉紧。
当需要换刀时，电气控制指令给液压系统发出信号，使液压缸14的活塞左移，带动推杆13向左移动，推动固定在拉杆7上的轴套10，使整个拉杆7向左移动，当弹性卡爪5向前伸出一段距离后，在弹性力作用下，卡爪5自动松开拉钉3，此时拉杆7继续向左移动，喷气嘴6的端部把刀具顶松，机械手便可把刀具取出进行换刀。
装刀之前，压缩空气从喷气嘴6中喷出，吹掉锥孔内脏物，当机械手把刀具装入之后，压力油通人液压缸14的左腔，使推杆退回原处，在碟形弹簧的作用下，通过拉杆7又把刀具拉紧。
冷却液喷嘴1用来在切削时对刀具进行大流量冷却。
主轴部件是机床的重要部件之一，其精度、抗振性和热变形对加工质量有直接影响。
一清二楚车床主轴结构剖面图
一清二楚车床主轴结构剖面图
仪表车床的主轴结构
仪表车床也可叫手搬车，整个机床的运动就主轴油电机带动，其它动作都又人控制完成，自动化程度非常低，仪表车床效率高、使用简单、成本低廉、应用范围广。
仪表机床导轨采用超音频淬火，主轴高精度圆锥轴承，并采用弹簧夹头快速夹紧，电机直接带动主轴皮带轮转动，有些配有纵横定位装置控制行程，能完成内外圆端面的车削、割断、挖槽、例角等，是仪器、仪表、五金家电、中小轴承，汽车摩托、化工电子及小型零件加工行业的理想设备，在江浙一带应用非常广泛，为江浙制造业立下汗马功劳。
数控车床主轴结构
数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，用计算机控制的车床。
将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统控制车床X、Z坐标轴的进给运动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴的转速和正反转向，便能加工出各种形状的轴类和盘类回转体零件。
普通车床主轴
主轴前支承采用内锥孔双列圆柱滚子轴承来承受径向力，提高主轴的径向刚度和主轴回转精度，采用两个推力球轴承来承受轴向力，降低主轴轴向窜动量，提高主轴轴向刚度。
后支承采用内锥孔双列圆柱滚子轴承，起到径向支承作用，主轴结构可以详见下图。
电主轴结构
主轴作为机床的核心部件，电主轴将机床主轴与交流伺服电机轴合二为一，即将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部，并经过精确的动平衡校正，具有良好的回转精度和稳定性，形成一个完美的高速主轴单元，也被称为内装式电主轴，其间不再使用皮带齿轮传动副，从而实现机床主轴系统的“零传动”，通电后转子直接带动主轴运转。
机械公社祝
春节快乐，恭喜发财！大家恭喜发财。
认识数控车床主轴零部件——滚动轴承1
滚动轴承的基本结构
内圈 有时无 外圈
外圈 滚动体
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
内圈 保持架
核心元件：滑动→滚动 滚动体 球轴承：球—点接触
滚子轴承：圆柱、圆锥、 球面滚子、滚 针—线接触
保持架 使滚动体等距离分布， 防止滚动体间摩擦、磨损。 小飞守角制作
滚动轴承的类型
1、 按滚动体的形状分
球轴承 ——承载能力低，极限转速高 滚子轴承——承载能力高，极限转速低 在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和
耐冲击能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好。
球轴承
滚子轴承
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2、 按承受载荷的方向分 向心轴承——主要承受径向载荷 推力轴承——公能承受单向或双向轴向载荷 向心推力轴承——同时承受径向和轴向载荷
向心推力轴承可分为向心角接触轴承和推力角接触轴承两种， 其中向心角接触轴承一般以径向载荷为主，而推力角接触轴承 则主要承受轴向载荷。
一、17，19 二、15 三、10、11、13
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THANKS. 谢谢。
按工作的摩擦性质分 滚动轴承 滑动轴承 向心轴承（径向轴承） 按承受载荷方向不同分 推力轴承（止推轴承）
向心推力轴承（径向止推轴承）
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按工作时能否调心分
调心轴承 非调心轴承 分离轴承 不可分离轴承
按安装轴承时内外圈可否分别安装分
按运动方式分
回转运动轴承 直线运动轴承
按公差等级分可分为：0、6、5、4、2级滚动轴承。其 中2级精度最高，0级为普通级。另外还只有用于圆锥滚 子轴承的6X的公差等级。
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复习回顾
1、轴具有哪些功能？ 2、轴的主要材料是（ ）。 A、碳素钢和合金钢 B、碳素钢和球墨铸铁 C、合金钢和黄铜 D、合金钢和球墨铸铁 3、阶梯轴中的倒角有什么作用
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数控车床机械主轴单元的轴承布置结构
常用的数控车床机械主轴单元通常按照其机床的加工性能，对主轴的结构有不同的要求，通常会按照机床的刚度指标分成三大类。
一、高速轻载型该主轴的配置是以车削有色金属为主或轻切的机床上，轴承结构为前三后二的角接触轴承组合结构，由于具有很强的高速性，配合CBN或其它硬质合金刀具，可以获得较高的工件粗糙度及真圆度。
这个类型的主轴在华南地区的机床制造领域是非常普遍的，几乎配置了98%以上的数控车床。
HEAVY CUT公司批量制造的该款主轴其内部结构如图1所示。
图1
为了满足主轴的高速性，在这款主轴的轴承结构中，其预紧载荷大部分采取轻预紧或特轻预紧的方式对轴承进行配对。
值得提出的是，国产轴承的配对预紧标准相对进口品牌产品而言，其预紧量高出进口产品的几倍、十倍、甚至几十倍，这与一个国家的行业执行标准有关，也是我国高速轴承在主轴行业的应用表现不及进口产品的主要原因。
当然，从一定角度来讲，国产轴
承的配对后相对轴向刚度优于进口轴承，但在高速特性应用方面却损失了极大的市场。
通常在轴承的接触角度选择上，可以适当的通过加大接触角而增加主轴承的轴向刚度系数。
目前最常用的接触角度为15。
、25。
及进口产品的18。
角。
接触角度值越大，其轴向刚度值越大。
相反，接触角越大，其高速性指标越低，其额定载荷指标也越低。
标准型的角接触球轴承，在实际运用中，按轴承的内径计算已经达到了20～25m/s的工作线数度。
HEAVY CUT公司技术部门做过一项实验，在预载
力同等的条件下，国产轴承也能够胜任这项工作指标。
同一规格的产品，钢球直径越小，其速度指标也越高。
二、中高速重载型重载系列的车床主轴单元，在我国及世界车床的
发展史上也是刚兴起不久的一种结构，主要从追求主轴的速度上作出的改进，将原来的平面轴承改成了一套角接触轴承，从而提高了车床的转速。
其前后都采用了圆锥孔双列短圆柱滚子轴承，中间配置一对角接触球轴承。
结构参见图2。
日本马扎克通常都采用了这种结构，值得提出的是，角接触轴承的
角度最好在25度以上，以满足径向和轴向刚度的平衡。
但是，圆锥孔双列
短圆柱滚子轴承的游隙调整比较困难，它直接影响主轴的回转精度，在游隙控制在2～3微米时，主轴可以获得1微米以内的回转精度。
目前为止我国
还没有专门用于检测调整游隙用的专用包络量具，这不能不说是中国轴承行业的耻辱。
除此之外，与轴承锥度的接触面要求也非常高，对轴的中空比有一定的限制等工艺上特殊要求，也阻碍着这款主轴结构的发展。
由于该款轴承特别适合于重切削高精度机床，所以日本及欧美也对中国的销售加以限制，目前市面上能够采购到的最高级别也只有FAG的SP级产品，进口高端机床
一般都是配置的P4级产品。
而国产品由于没有较好的检测手段，精度等级与进口品相比仍有很大的差距。
其实，数控车床在轴承配置方面最好的结构还是这一种，它的高速性能在精度保证的前提下可以达到15～20m/s的线速度，对于车削获得较高的粗糙度是完全满足的，在重切削性能方面相对高速轻载型结构是无可比拟的。
如果是作为车铣复合中心机床的主轴，在低速插补强力铣削方面，这种结构显得尤为重要，角接触轴承在这个方面的优势永不及圆柱滚子轴承。
图2
事实上，国际上高端的数控车床主轴结构一直都在沿用这种轴承配置方法，国内目前还没有达到这个普及水平，其真正的原因还是受轴承产品的精度和测量工艺的量具以及加工装配工艺的限制。
相信在不久的将来，我们会突破各种困难，将这种结构主轴的优势得以充分的发挥。
HEAVY CUT公司在主轴入市的初期阶段，主推的产品结构就属于这一种，但由于轴承方面的稳定性尚未突破，目前并未投入大量的生产。
在车铣复合机床方面，我们还是
希望广大用户采用这种结构，不过，要想实现主轴的高速性能，轴承还必需依赖进口。
三、中低速重载型在现在的数控车床中，由于特殊工况的原因，需要主轴在轴向和径向方面都具有极高的刚度指标，同时也需要具备一定的高速特征，以满足实际加工工艺的需要。
这些主要体现在立式数控车床、卧式数控旋压车床等方面。
最早的数控车床基本都是采用这种结构，前后的径向支撑为圆锥孔双列短圆柱滚子轴承，中间的轴向支撑采用双向角接触推力球轴承。
如图3所示。
图3
随着刀具行业的迅猛发展，这款结构的主轴在高速特性方面不再具有任何优势，也就逐渐退出了主导市场。
但我们不得不承认，这种重载型结构在特种需求场合仍然有自己独特的优势。
四、三种不同主轴结构的数据比较 为了满足不同机床特性的需求，HEAVY CUT公司对相同规格不同载荷结构的主轴作了系列化设计，只需要更
换少数不同的轴承与零件，就能够组装出自己需求的主轴，以满足客户不同工况机型的需要。
我们以最常见的A2-4车床机械主轴单元为例，对其机械性能数据进行比对，具体参见表1。
表1
从表1中我们不难发现，径向载荷与轴向刚度的综合值越高，主轴的转速性能就越低。
同时提出的是，综合值越高，轴承的成本也就越高。