影响系数法在高速轴系动平衡中的研究与应用*

朱宇腾，姚银歌，黄 昆，李东亚，郑昊天，翟丁熠

（洛阳轴承研究所有限公司，河南 洛阳 471039）

0 引言

作为数控机床的核心功能部件，电主轴是把传统机械主轴的可靠性和新式电机控制的便利性相结合的工业结晶，电主轴行业的发展与机床行业的发展息息相关[1]，电主轴的性能缺陷同样也是造成的机床稳定性不足的最主要原因。通常，行业上通常把采用高速精密轴承，转速可达60 000 r/min，动平衡精度能达到G0.4，径向跳动不超过1μm归类为高端主轴，其是高端机床形成高速率、高精度加工的关键，其性能直接决定了机床性能的上限[2]。其中，回转零件包括转轴、转子、平衡环、螺母等关键零件作为电主轴的核心，他们的动平衡性能又决定了电主轴的性能好坏。回转轴系的不平衡量过大，是造成主轴振动值过大的主因[3]，亦会间接造成机床加工时产生振纹、让刀、寿命不足等诸多问题[4]。

造成回转零件不平衡量过大的因素包括：材质不均匀或有缺陷（气孔、裂纹等）；加工制造时产生的不平衡量（螺纹、非对称的销子孔、键槽等）；装配误差；磨损。

相较于传统机械主轴的中、低转速，电主轴对于动平衡校准的要求更高，而实际生产加工中，回转轴系的不平衡问题无法完全消除，尽管国际通用标准ISO1940已经对于适用于不同动平衡精度等级的回转零件许用不平衡量的大小制定了详细的标准[5]，但是各厂商对于标准的执行程度不一，缺乏足够研究。动平衡问题已成为制约国产机床走向高端的“阿喀琉斯之踵”[6]。……