主轴部件包括主轴、主轴的支承(轴承)、安装在主轴上的传动零件、密封件和相应的紧固件等,对于有自动换刀装置的数控机床,其主轴部件除主轴、主轴轴承和传动件等部分外,还有刀具自动装卸机构、吹屑装置及主轴准停装置等。主轴的端部是标准的,传动件如齿轮、带轮等与一般机械零件相同。因此,研究主轴组件,主要是研究主轴的支承形式和轴承的选型。
主轴的传动件,可位于前后支承之间,也可位于后支承之后的主轴后悬伸端。口前传动件位于后悬伸端的越来越多。这样做,可以实现分离传动和模块化设计,主轴组件和变速箱可以作成独立的功能部件,二者之间可以用齿轮副或带传动连接。如果后忿伸端太长,可在主轴后部加辅助支承,辅助支承可为深沟轴承,保持游隙。传动件位于后悬伸端还有利于使前后轴承的距离(称为跨距)保持最佳值。
主轴支承分径向和推力(轴向)支承。推力支承应位于前支承内,原因是数控机床的坐标原点,常设定在主轴前端。为了减少热膨胀造成的坐标原点位移,应尽最缩短坐标原点至推力支承之间的距离。
轴承在很大程度上决定主轴组件的性能,主轴轴承必须具有高精度、内部游隙能够消除、高极限转速、低温升、高刚度、抗震性好和工作可靠等特性。
为带凸肩的双列圆锥滚子轴承。这种轴承的结构和图2-11 (c)相似,特点是滚子被做成空心,故能进行有效润滑和冷却。此外,还能在承受冲击载荷时产生微小变形,增加接触面积,起到有效吸振和缓冲作用。
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)四种等级,前轴承的精度一般那比后轴承高一个精度等级。数控机床前支承通常采用B、C级精度的轴承,后支承则通常采用C, D级。