作为每台数控机床的核心部件之一，主轴必须在高湿度、多粉尘、大温差等苛刻环境中长期服役。不但要满足高精度的加工需求，还要能持续稳定地日夜运行，这也是每颗主轴的价值所在。 那么，机床主轴是怎么加工出来的?我们通过一个视频来了解一下。

　　机床主轴是机床的核心部件，其功能是带动刀具(砂轮)或工件旋转，实现高速精密加工。随着现代工业对机床加工精度和加工效率要求的不断提高，机床对主轴性能的要求也越来越高，传统的高速主轴概念已难以充分描述机床主轴的技术内涵。高性能机床主轴是指在满足加工精度和加工效率的前提下，速度、精度、刚度、功率、转矩匹配特性好，可靠性高，性能价格比高的机床主轴。

　　机床主轴按所采用的轴承类型可分为滚动轴承(角接触球轴承、滚子轴承)、液体滑动轴承(动压轴承、静压轴承、动静压轴承)、气体轴承和磁悬浮轴承等，按照与电动机的连接方式可分为机械主轴和电主轴。

　　电主轴是将机床主轴功能与电动机功能从结构上融为一体的新型主轴部件，它省去了皮带传动或齿轮传动环节，具有速度高、精度高、调速范围宽、振动噪声小、可快速起动和准停等优点。用电主轴取代传统机械主轴是机床工业发展的大趋势。电主轴按照电动机的类型又可分为异步型电主轴和永磁同步型电主轴。

　　从机床行业的客观需求来看，角接触球轴承电主轴、液体(动)静压轴承电主轴和气体轴承电主轴既是市场开发的重点，也是学术研究的热点。角接触球轴承是最适宜高速化的滚动轴承，具有摩擦阻力小、功耗小、成本低、便于系列化和标准化等优点，其极限转速高、精度高、刚度高，在加工中心、数控铣床、车床、内圆磨床和高速雕铣机中获得了广泛应用，其主要技术难点在于提高精度寿命和可靠性。液体(动)静压主轴以液态“油膜”作为支撑，具有显著的“误差均化效应”和阻尼减振性，回转精度远高于滚动轴承式主轴，其刚度高，磨损小，寿命长，在精密超精密机床上获得了广泛应用，其主要技术难点在于控制高速时主轴的温升和热变形。气体轴承电主轴以“气膜”作为支撑，回转精度和极限转速高于液体(动)静压电主轴和滚动轴承式电主轴，其热稳定性好，是超精密机床和印刷电路板(PCD)钻床不可或缺的核心部件，其不足之处在于承载能力低，工艺要求高。

　　磁悬浮轴承也是一类重要的主轴支撑方式，极限转速高，运转过程中无磨损，其技术难点在于如何提高动刚度和阻尼减振性能，在实现高速的同时保证高加工精度。磁悬浮主轴的核心研究内容是机械系统特性和电磁特性的控制问题。

　　存在的问题

　　1.产业(市场)层面存在的问题

　　(1)超精密机床电主轴是未来国际机床市场竞争的焦点，形成较大规模的市场还有一个培育期。超精密机床电主轴的产值虽然不大，但是对国防工业、航空航天工业和精密仪器仪表工业的支撑作用明显。目前我国在该领域与日本、德国、英国和美国等先进国家的差距较大，仅有少量机型的研制开发能力，还没有形成批量生产的能力。超精密机床电主轴领域的技术储备不足和人才匮乏，将导致我国在未来产业竞争中再次处于劣势。国家政府部门、机床行业协会、企业界和学术界都须要从战略上更加重视超精密机床电主轴技术的投入，避免将来陷入被动。

　　(2)中高档电主轴领域，国内现有生产能力远不能满足市场需求。除了部分机床主机厂自行生产主轴外，相当一部分市场由国外和中国台湾的主轴产品所占领。国产电主轴多数为开环控制式磨用电主轴、铣用电主轴和钻削用电主轴，高档的闭环式加工中心电主轴多数还要依靠进口来补充。我国主轴功能部件企业的配套能力不足，反应出我国电主轴产业集中度不高，规模效应尚未形成。

　　2. 技术层面存在的问题

　　(1)缺少系统化的技术开发和设计制造能力。电主轴动态热态特性优化设计、精密加工工艺、精密装配工艺、精密测试技术和故障损伤防治技术等，难以全面实施。

　　(2)数控系统与驱动系统的通讯，直接影响加工中心和数控铣床电主轴的推广应用。目前国内多数电主轴采用异步主轴电动机加编码器和驱动控制器来实现闭环控制，由于进口数控系统与国产主轴系统数字通信接口问题尚未解决，因此制约着国产加工中心用电主轴在金切机床行业中的推广应用。另外因得不到工程应用的反馈，反过来也制约了我国加工中心和数控铣床电主轴技术水平的提高。

　　(3)国产滚动轴承电主轴的主要难题是精度寿命有限，可靠性有待进一步提高。

　　(4)流体悬浮电主轴的装配主要靠配磨轴承和主轴轴颈间隙来保证产品性能，尚未标准化和系列化，难以实现批量化生产，迫切须要从技术上寻找便于批量化生产的新途径。

　　(5)缺乏针对电主轴的高频电动机设计理论。目前的电主轴电动机设计均沿用传统正弦波供电的电动机理论进行设计，与实际逆变器高频供电的工况存在差距。

　　(6)工艺规范化不足，产品质量的一致性和稳定性得不到保证。

　　(7)加工过程、装配过程、整机调试的精密测试技术支撑明显不足。

　　3. 基础研究层面存在的问题

　　(1)基础研究成果应用于工程实际的步伐慢，工程应用效果反馈的周期长，影响了基础研究工作的深入。现有的科研评价体系使科研人员投入在实验和实践中的精力偏少，导致研究工作的最重要一环——实际应用，没有取得应有的效果。

　　(2)基础研究工作由于缺乏工艺技术的支持，许多好的学术思想没有坚持到出成果即被放弃或自我否定，错失了不少做出特色、跻身国际前沿的机会。

　　(3)我国学者在20世纪80年代前后提出并实现了表面节流、自反馈节流、深浅腔结构和薄膜反馈等许多有特色的学术思想和技术，但迄今只有部分应用较好。许多国外新产品资料和国外学者近年发表的论文中所提到的新技术，其实在国内早已实现，但直到“出口转内销”，才重新被新一代的学者奉为“前沿”进行跟踪研究。

　　(4)基础研究工作不够系统集中，不够细致，不能为工程应用提供有效的支撑。

　　(5)轴承动刚度和接合面刚度是直接影响电主轴系统动态特性的关键数据。国内不少学者开展了该方面的研究工作，但受客观条件限制大都停留在个别案例的研究上，没有形成可资工程设计参考的“数据库”。随着时间流逝，这些研究成果逐步“飘散”，未能在工业界“固化”和推广，往往在若干年之后又由新的研究者重复研究。

　　(6)基础研究中的核心环节——精密测试技术研究和高速电主轴综合性能试验技术研究，在实际科研中被重视的程度远远不够。

　　(7)机床主轴的回转精度测试与误差分离技术、动刚度在线测量技术、热变形和微位移测量技术、油膜流场(压力、温度、速度)测试技术、可靠性测试与寿命预估技术、以及高速电主轴综合性能试验技术等，迄今在实际研究和工程产品试验及评价中应用很少。测试技术与试验手段不到位，导致技术人员对技术水平难以做出科学评价，影响了科学问题认识的深度，也导致工程实际中本来可以提升的技术空间得不到充分挖掘，最终也影响了主轴产品性能的提升。