我们都知道，精密机床的关键部件是进给系统和主轴系统，不同类型的机床主轴，对所选用轴承的精度要求既有相同点，也有不同之处。今天我们主要以NSK轴承为例来举例说明。
数控机床和轴承磨床可以归于精密机床一类。
现代精密机床和传统机床的结构，从原理上来说，没有太大的变化，主要还是区别于导轨加工技术的改进和主轴系统精度的提高。本文重点研究精密机床的主轴系统及其精密机床主轴轴承的选用。
提到机床主轴轴承，人们自然想到的是NSK轴承的滚动轴承，因为我们日常生产过程当中见到最多的大都是滚动轴承。实际上，只要是有固定支撑，而且有转动的轴所形成的系统都可以称之为轴承。战国时代的战车轮子是木制的轴系，三国时候的木遛马那是最原始的自动车轴承系统，现今很多精密磨床的滑动轴承也是轴承系统，比如上海机床厂、北京二机床、无锡机床厂和上海日发数字化系统有限公司的外圆磨床主轴系统目前还是动压或动静压轴系。滑动轴承的旋转精度可以达到千分之一毫米的精度，迄今为止，这是滚动轴承结构的轴系不能够比拟的。与上面所述的液压类轴承支撑类似的精密主轴系统，还有NSK轴承的气动浮起和磁悬浮浮起的主轴系统。尽管滑动轴承可以达到很高的精度，以至于需要更加精密的检验手段才可以得到精确的测量数据，但是由于滑动轴承制造成本很高，维护较为困难，所以目前精密机床特别是加工中心采用最多的还是滚动轴承结构的系统。而选用最多的是NSK轴承的配对角接触球轴承。
1. NSK轴承中精密机床主轴的结构
NN30系列（旧型号3182100系列）圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承，径向刚度和承载能力较大，旋转精度高，径向结构紧凑和寿命长，故在主轴组件中广泛应用。不能承受轴向载荷，而需配用推力轴承，制造精度和造价较高。
2344系列（旧型号2268000系列）双向推力向心球轴承，与圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承NN30型轴承配套使用，以承受双向轴向载荷。接触角大，钢球直径较小而数量较多，轴承承载能力和精度较高，比普通推力轴承允许的极限转速高出1.5倍，温升低，运转平稳，工作可靠。
传统的机床，现今的大多数国产重切削机床，比如沈阳第一机床厂的CA6140卧式车床的主轴系统。但是，由于在零件精加工工序，精密机床的工作主要是为了保证加工精度，而不是去完成大的材料去除量，所以精密机床不需要承受较重的负载，加上圆锥孔双列向心短圆柱滚子轴承和双向推力向心球轴承的装配工艺复杂，相关零件调节配磨精度技术要求较高，所以目前大多数精密机床，尤其是精密磨床多采用配对角接触轴承（新型号719、70和72系列结构）。以7207C型号轴承为例，它的单套轴承（使用时都是成对使用，和双列轴承对比时要成倍计算）的动载荷为30.5kN，静载荷为20 kN，脂润滑极限转速2万转/分；而234407BM1型号轴承的动载荷为18.6kN，静载荷为49 kN，脂润滑极限转速1万转/分；从数据分析来看，在精密机床上采用高速角接触球轴承是最佳选择。
2.NSK轴承中精密机床主轴系统的旋转精度
主轴系统的旋转精度是指机床处于空载手动或机动低速旋转情况下，在主轴前端基准面上测量的径向跳动、断面跳动和轴向窜动的精度。
NSK轴承的主轴系统的精度主要受以下因素影响：
1) NSK轴承套圈的沟道径向跳动，将对应使主轴系统主轴轴线产生径向跳动，从而将这些误差部分的复映在被加工表面上。
2) NSK轴承滚动体直径不一致和形状误差将会使得主轴产生有规律的误差。
3) 沟道对端面的侧摆将引起主轴的轴向窜动，主轴的轴向窜动对精密磨床，特别是轴承磨床影响尤其显着，假如工艺上采用支沟磨沟的方式，将使得废品率大幅度提升，噪声也会大幅度提高。
4) NSK轴承安装工作面的尺寸和形位误差将使轴承滚道产生相应的变形，使轴承内外圈倾斜，使得轴承在各个方向的刚度不一致，从而会降低主轴系统的旋转精度。调整间隙的螺母、隔套、垫圈端面均需要研磨加工，且与轴系回转轴线的垂直度要和所安装的轴承精度相对应，否则会降低轴承的工作精度。
请大家继续关注：NSK轴承中精密机床主轴系统及其轴承选用的介绍(下)
作者：天津托克斯进口轴承有限公司
首发：NSK轴承专区(http://www.tkszhoucheng.com/nskzhoucheng)
时间：2007年12月14日
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