陈 渭，范洪杰，吴连军

（1.西安交通大学机械工程学院，西安 710049；2.西安交通大学现代设计与转子轴承系统教育部重点实验室，西安 710049）

1 前言

超高速加工可以提高效率3～5倍以上，可直接加工淬火钢，实现了模具加工“一次过”的革命性进步。高速切削加工能够使切削力下降30%，切削热的90%被切屑带走，高速避开了机床的低频共振区，使机床的效率、精度和柔性得到高度统一，代表了机床工业发展的方向。国家重大装备、航空航天的许多结构件属大型薄壁件，要求尽量小的切削变形，高速切削已成为唯一的选择。高速切削机床是实现高速切削的载体，而高速精密主轴是高速切削机床的主要部件，其关键技术之一是主轴支撑轴承。

目前国外在高速机床中使用的轴承包括陶瓷球轴承、气浮轴承、磁悬浮轴承和液体滑动轴承等。

陶瓷球轴承承载力大、刚度高、制造可实现标准化。其缺点主要有寿命最多只有数千小时，而国产陶瓷球轴承的转速仅能达到20 000 r/min，且只能承受轻负载；轴承工作精度随着使用时间下降，且振动和噪声随时间增大；制造成本高，滚子精度要求高。

气浮轴承可实现近似无摩擦运转，适用于超高速精密主轴单元。其缺点很明显：承载力小、刚度低，设计不当且易出现气锤振动。磁悬浮轴承支承的电主轴可以在5 000～80 000 r/min的转速下长期运行，但其主轴的支撑刚度较低，难以承受冲击切削力，并且结构复杂，制造成本高。

液体动静压轴承拥有动压轴承和静压轴承的优点，即外部静压和高速运转后的动压使轴承在全速范围内都能形成高压油膜；……