现在超精密机床多数采用空气轴承主轴。使用空气轴承时主轴和轴承的材料选取,对主轴的精度和性能有重要影响。机床主轴和轴承的材料选取应考虑下列因素：
1)不易磨损对空气轴承主轴,要求在工作时或不通气时,主轴和轴套都不能咬住或发生磨损。一般情况下,工作时轴和轴套不接触也就不会产生磨损,但不通气时偶然会发生少量转动。采用多孔石墨作空气轴承套,轴不易磨损。
2)不易生锈腐蚀空气轴承主轴工作时无润滑剂,虽然通人的压缩空气经过去水,是干燥的,不致使轴承生锈腐蚀。但如轴承一段时间不工作,潮湿空气会进入轴承内,因此要求主轴和轴套材料不易生锈腐蚀。
3)材料的热膨胀系数要小空气轴承主轴工作时虽发热量不大,温升也不大,仅1℃3℃,但对精密机床来说1℃-3℃的温升仍将生产热变形,影响主轴回转精度。要减小温升除果用恒温油浇淋降温外,还应采用热膨胀系数小的材料制造主轴和轴套,并且主轴和轴套所用的材料热膨胀系数应接近,以避免空气轴承内射间隙变化。
4)材料的稳定性要***因空气轴承精度甚高,要避免制成后变形,常常需要进行稳定化。
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现在制造空气轴承和轴套的材料有:
1)轴和轴套都用38CMoA氨化钢,经表面氮化和低温稳定处理
2)不锈钢。
3)多孔石曼和轴承钢。
此外,文献中还报导在研究试验中,用下列材料作空气轴承:铟钢、花岗岩、线膨胀系数接近于零的微晶玻璃、陶瓷。
为了减少热变形对主轴精度的影响,近来有试验用热影胀系数很低的微晶玻璃、花岗岩或其他天然石材制造主轴和主轴箱,取得较***效果。
