课题一认识数控机床主轴零部件任务一认识数控机床主轴零部件
应用实例
如图1所示是数控加工中心主轴照片，图2是其主轴。

图1数控加工中心（含主轴部分）
图2数控加工中心主轴图3数控车床中的主轴
一、轴
1 轴的分类及轴上零件的固定
(1)轴的分类
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。

它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。

轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。

根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。

按照轴的曲线形状，轴可以分为直轴、曲轴和软轴，如图4所示：
图4轴的分类
（2）轴上零件的固定
轴承在轴上和外壳孔内定位方式的选择，取决于作用在轴上负荷的大小和方向，轴
承的转速，轴承的类型，轴承在轴上的位置等。

轴承的轴向定位方式有圆螺母定位，弹性挡圈定位，紧定螺钉定位，锁紧挡圈定位，圆锥面定位，轴端挡圈定位。

如图5图所示：
图5轴承的轴向定位方式
轴承的周向定位方式有键连接，花键连接，销连接，无键连接，过盈连接。

如图6图所示：
图6轴承的周向定位方式
2 轴的加工工艺性
轴类零件加工工艺要求保证轴的尺寸精度、几何形状精度、相互位置精度、表面粗糙度等。

此外，轴的加工还需要考虑轴的安装和定位，因此需要考虑加工出退刀槽、越程槽、键槽。

图7轴的加工工艺性
3 主轴端部的结构形状
主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具，在结构上，应能保证定位猴确、安装可靠、连接牢固、装卸方便，并能传递足够的扭矩。

主轴端部的结构形状都已标准化。

几种机床上通用的结构形式。

车床主轴端部的结构形状和铣床主轴端部的结构形状图如图8所示。

图8主轴端部的结构形状
4 主轴结构常用材料
主轴结构常用材料如表1所示：
表1主轴结构常用材料
想一想
1.轴的作用是什么？对轴有哪些要求？
2.阶梯轴有哪些结构？
3.试述轴上零件的轴向固定方式及特点。

4.你所熟悉的要，机床上哪些零件是轴类零件？
二、滚动轴承
1 滚动轴承的基本结构
滚动轴承的基本结构包括内圈、外圈、一组滚动体和保持架。

此外，各种不同类型的轴承还有其它相应零件，如：铆钉、支销、防尘盖、密封圈、止动垫圈和紧定套等。

2 滚动轴承的主要类型及数控机床主轴常用轴承
（1）滚动轴承的类型
轴承按其滚动体的种类，分为球轴承和滚子轴承。

球轴承即为滚动体为球的轴承。

滚子轴承即为滚动体为滚子的轴承。

图9各类滚动轴承
滚子轴承按滚子种类，又分为：圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承，圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3 ；滚针轴承----滚动体是滚针的轴承，滚针的长度与直径之比大于3，但直径小于或等于5mm;圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承;调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。

各类轴承的公称接触角如图10所示。

图10各类轴承的公称接触角
（2）数控机床主轴常用滚动轴承
数控机床主轴常用轴承有锥孔双列圆柱滚子轴承、双列推力向心球轴承、双列圆锥滚子轴承。

如下表 2所示：
表 2数控机床主轴常用轴承
3 滚动轴承的固定方法
滚动轴承的固定方法如图 11所示：
图 11滚动轴承的固定方法
4 滚动轴承的装卸
（1）安装轴承
①安装前需将轴承的滚道、轴孔的油道清洗干净，需润滑的轴承应涂抹润滑油。

②安装不能将污物掉入轴承圈内，以免损伤滚动体及滚动面。

③按要求检查轴承内外圈的配合过盈量是否符合标准。

④安装使用专用工具，应在配合面较紧的座圈上加压，加力要均匀，以防轴承歪斜。

⑤当安装过盈较大的轴承时，不得猛烈敲击，应采用压力机或加热的方法进行装配。

⑥轴承安装后，应检查其端面与轴或座台肩支承面是否贴紧，转动是否灵活，有无卡滞现象。

（2）拆卸轴承
在拆卸滚动轴承前，应先检查确定拆卸方向，注意有无轴向定位装置。

从轴上拆卸轴承时，受力点应选在轴承的内圈上；从孔中拆卸时，受力点应选在轴承的外圈上，拆卸时用力要均匀，以防轴承歪斜。

5 滚动轴承的润滑与密封
轴承和轴、箱体直接接触，随着时间的推移，会产生磨损（见图12），会引起轴的运动精度，配合精度，支承方式等，因此轴承必须需要轮滑。

此外，若有硬物或者其他东西掉到轴承中，会引起轴承划伤，磨损等，轴承还需要防止润滑油泄露，因此轴承还需要密封。

图12摩损
（1）滚动轴承的润滑
滚动轴承可以采用的润滑方式有脂润滑和油润滑两种。

脂润滑常采用如图13旋盖式油脂杯作为润滑装置。

图13旋盖式油脂杯
润滑油润滑分为油浴润滑、连续油流润滑、断续油流润滑、滴油润滑、油雾润滑、油气润滑。

图14供油装置
（2）滚动轴承的密封
滚动轴承的密封分为接触式密封和非接触式密封。

非接触式密封可以避免轴承和轴的直接接触，但是密封效果不佳。

非接触式密封如表3所示：
表3滚动轴承的密封
接触式轴承在轴承盖内防止了软材料和转动轴直接接触而起密封作用。

接触式轴承的密封如图15所示：
图15接触式轴承的密封
想一想
1.滚动轴承主要由哪几部分组成？
2.按可承受的外载荷分，滚动轴承有哪几类？
3.滚动轴承内、外圈的轴向是如何固定的？
4.常用的润滑装置有哪些？
做一做
在教师的指导下完成滚动轴承的拆装实验。

三、滑动轴承
1 滑动轴承的分类
滑动轴承种类很多。

①按能承受载荷的方向可分为径向（向心）滑动轴承和推力（轴向）滑动轴承两类。

②按润滑剂种类可分为油润滑轴承、脂润滑轴承、水润滑轴承、气体轴承、固体润滑轴
承、磁流体轴承和电磁轴承7类。

③按润滑膜厚度可分为薄膜润滑轴承和厚膜润滑轴承两类。

④按轴瓦材料可分为青铜轴承、铸铁轴承、塑料轴承、宝石轴承、粉末冶金轴承、自润滑轴承和含油轴承等。

⑤按轴瓦结构可分为圆轴承、椭圆轴承、三油叶轴承、阶梯面轴承、可倾瓦轴承和箔轴承等。

2 滑动轴承的失效形式
滑动轴承的失效形式如表4所示：
表4滑动轴承的失效形式
失效实例如图16所示。

轴瓦磨损表面划伤疲劳点蚀
图16 失效实例
3 滑动轴承的材料
常用的滑动轴承材料有轴承合金（又叫巴氏合金或白合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石墨，聚四氟乙烯（特氟龙、PTFE）、改性聚甲醛（POM）等。

四、键与键连接
1．键连接的类型和应用实例
图17轴和齿轮之间用键进行连接键连接的类型和应用实例如下表所示：
表5键连接类型
型
型
型
2 普通平键和普通楔键的标准尺寸
普通平键和普通楔键的标准尺寸（单位为mm）如表6：
表6普通平键和普通楔键的标准尺寸
想一想
常用的键连接有哪些？
练一练
比较平键与楔键连接键的工作面。

五、螺纹连接
1．常用螺纹连接
常用的螺纹连接件有螺栓、双头螺栓、螺钉、螺母、垫圈。

如图18示：
图18常用的螺纹连接件
常用的螺纹类型有很多，按使用分，常用的有，紧固螺纹、传动螺纹、管螺纹。

按“制式”分，常用的有，有米制螺纹、英制螺纹、美制螺纹。

按牙形分，有三角形、矩形、梯形、锯齿形螺纹，等。

2．螺纹旋向的判断
法一：将螺纹或螺杆垂直于水平面，可以看到每一条螺纹都是斜的，如果右边高，则螺纹属右旋，如图19螺纹旋向的判断方法一所示。

图19螺纹旋向的判断方法一
法二：右手定则，对于右旋螺纹，将右手握拳，将右手的大拇指指向螺旋件的运动方向，其余四指方向指向螺旋件的旋转方向。

不符合右旋螺纹就是左旋螺纹，如图20螺纹旋向的判断方法二所示。

图20螺纹旋向的判断方法二
3 螺纹连接的基本类型
螺纹连接有4种基本类型，如表7所示。

表7螺纹连接的基本类型
（1）螺栓联接——分为普通螺栓联接和精密螺栓联接。

（2）双头螺柱联接——螺杆两端无钉头，但均有螺纹，装配时一端旋入被联接件，另一端配以螺母。

适于常拆卸而被联接件之一较厚时。

拆装时只需拆螺母，而不将双头螺栓从被联接件中拧出。

（3）螺钉联接——适于被联接件之一较厚（上带螺纹孔），不需经常装拆，一端有螺钉头，不需螺母，适于受载较小情况。

（4）紧定螺钉联接——拧入后，利用杆末端顶住另一零件表面或旋入零件相应的缺口中以固定零件的相对位置。

可传递不大的轴向力或扭矩
4 螺纹连接的常用装拆工具
（1）螺丝刀
螺丝刀是拧紧或旋松头部带一字或十字槽螺钉的工具。

螺丝刀可分为普通螺丝刀、组合型螺丝刀、电动螺丝刀。

如图21左图。

从其结构形状来说，通常有直形、L形、T形。

图21螺纹连接的常用装拆工具
（2）扳手
扳手是一种常用的安装与拆卸工具。

利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓或螺母的开口或套孔固件的手工工具。

如图21右图。

练一练
1.辨识学校机床常用螺纹连接件的名称。

2.这些螺纹连接件的牙型有什么特征？是什么螺纹？
做一做
在教师指导下合理利用拆装工具进行螺纹连接练习。

想一想
螺纹连接件的旋向都一致吗？。