主轴选用的基本要素

一、主轴结构形式和特性

皮带传动主轴；直联主轴；内藏式主轴（电主轴）、双接触（配HSK、BBT、NBT刀柄）锥孔主轴；相同转速的主轴，有许多不同的特性，要合理选择，例：轴承大小，规格和轴承位置不同；主轴的刚性有不同的指标；主轴前端长度有不同的规格；有不同的附加功能（拉钉型式、主轴冷却、中喷、气幕保护、带切削液喷头、松刀反扣等）；

主轴特性相对比较表

二、主轴选用要素

机床设计一般都以满足机床最大切削力为第一要素，同时要考虑最高切削速度、最大切削扭距、主轴旋转精度、机床结构需求、加工材质、切削条件等因素，选择时要综合考虑。

如果主轴设计计算不熟练，可以从主轴样本上的刀具拉紧力来粗略推算，保证主轴能承受最大切削力，一般刀具拉紧力大于主轴承受最大的轴向切削力二倍左右。

加工时常用最高转速不高于样本上提供的最高转速的80%。

1、拉钉型式选用：钢球拉紧装置一般在转速在6000转以下的主轴选用，切削力不大的也可选用；高速主轴8000rpm以上的、强力切削的要选用四爪拉紧装置。

2、主轴冷却选用：轴径小于70mm、最高转速8000rpm（不连续运转）可以不选用，高精度加工中心机床必需选用。冷却的选用定义应建立于精度的考量，而尽量不要建立于损坏考量。

3、中喷功能选用：加工铝合金、钛合金、不锈钢材料的机床建议选用，加工小孔、深孔的机床要选用。

4、气幕保护功能选用：一般都应选用，特别是加工石墨材料、塑料材料、铝合金材料的机床应选用，选用该功能的机床压缩空气必需干燥，否则会使主轴内部生锈。

5、松刀反扣功能选用：该功能能保护主轴轴承受松刀力的冲击降低，延长轴承使用寿命。

同样锥孔规格的主轴，外径大的主轴往往配置了大钢珠或大陶珠的轴承，刚性高、切削平稳、能承受大的切削力，一般在大功率、强力切削的机床上选用。

选购主轴最好让供应商同时提供传动另部件和基本安装尺寸要求，实现成套供应，避免差错。

三、选用与使用注意事项

1、皮带传动式：皮带传动式无齿轮高速时振动及噪音问题，可使用在较高的转速，但心轴受到侧向力振动较大，在低速皮带传动效率差不多适合低速重切削，在高速时皮带及空气摩擦噪音相当大，在dmn值超过1000000mm/rpm时应改用其它传动方式。

2、内藏式：在高速切削加工上应用最广，重量轻最适合高速移动，同时零件数少，动平衡校正及对心度容易，振动低。

马达直结式：为减少心轴受到侧向力引起振动，马达与主轴由联轴器联结，转速可较皮带传动式主轴高，重量重，体积大，但成本较内式主轴便宜，转速可到20000rpm。

3、转速：高速切削加工所需要的转速主要依工件的材料、切削刀具的材料及切削刀具直径等决定。以BT40规格的高速主轴转速多在15000rpm以下，以10000rpm及12000rpm最多，以BT50规格的高速主轴转速多在12000rpm以下，1000rpm最多。应用在轻合金等材料的高速切削加工支主轴，主轴转速多在20000rpm以上，刀柄规格常用HSK-A63，较大工件加工使用HSK-A100。

4、马力：在提高加工能率的目标上，主轴的马国是否足够也是我们所关注的，在高速切削加工追求高切除率，高速主轴的马力较传统主轴高出许多，不过机器刚性也要能匹配，否则懂发挥部分马力已机器结构振动。在国内工具机厂有部分机积直接换装高速主轴，其主要目标为提升切削速度加工轻合金或软性材质，并非需要高切除率，可使用较小马力。

5、刚性：主轴刚性不足时将会影响到加工精度，但是刚性超过功能需求将会造成主轴轴承寿命降低。Dmn值较低时可使用定位置预压，高速旋转时因温升使预压加重，可采用轴承间隔环冷却，对缓和预压增加有不错的效果。Dmn值较高时可使用定压预压，以确保预压值。在dmn值较低时可使用油脂润滑，其刚性值须比使用油气润滑低，避免因预压过大时温升高加速油脂劣化，而缩短主轴寿命。

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