電気主軸は高速精密加工センターの重要な核心部品の一つであり、高速精密加工センターの信頼性を決定している。高速精密電気主軸自体の精度の要求はミクロン級であり、例えば主軸テーパ孔の軸径に対する径方向ジャンプヒール部は0.002 mm、主軸端面から300 mmのところに0.005 mm、主軸支持軸径の円度は0.001 ~ 0.002、主軸軸径精度はIT 2級などである。電気主軸自体の精度誤差と微小変形は制御の鍵であるため、電気主軸の加工技術は熱処理、加工技術方案、検査方法、組立技術と運転試験などの方面から研究を行うべきである。

1、熱処理

主軸は12 CrNi 3合金浸炭鋼を採用し、焼入れ、低温焼戻しまたは高温焼戻し後の総合力学性能は良好で、低温靭性は高く、切り欠き感受性は低く、切削性能は良好で、焼鈍後の硬度は低く、塑性は良い。

鍛造ブランクを用いて、熱処理方法は：鍛造後の正火処理→出荷後の高温時効処理→スピンドルジャーナル、スピンドル7：24テーパ浸炭処理、浸炭層深さ1.7 mm→スピンドルジャーナル、スピンドル7：24テーパ急冷処理、急冷硬度HRC 59、スピンドル熱処理、切片実験→ブラスト処理（左端凸結合部位及びすべての空刀溝に細砂を噴霧）→スピンドル粗粉砕後の油中定性処理→電気スピンドルインゴット加熱とスピンドルの熱組み立てを行う。

2、機械加工技術

高速電気主軸を内蔵する構造特徴は主軸加工技術の特殊性を決定した。電気主軸が熱装回転子の過程で熱変形による回転精度の損失や組立誤差による主軸回転子の組み立てのアンバランスを避けるために、電気主軸回転子は仕上げ加工前に工作機械主軸と組み立てなければならない。

各主軸の直径、内孔（テーパ孔を含む）は細研削量を残し、主軸は荷重を合わせなければならない：外円は回転子の内径の測定値に基づいて研削し、締め付け量は0.07 ~ 0.09 mmの範囲内でなければならない。

主軸と一緒に平衡板と回転子を加熱し、モータ回転子を加熱する：平衡板と回転子を一緒に加熱する（加熱温度は180℃~ 200℃で、1時間保温する；回転子が加熱炉から取り出す時、回転子の温度が加熱を許可する温度範囲内にあるかどうかを確認しなければならない）、事前に主軸をプラットフォーム上のホルダ上に垂直に置き、その後、加熱後のバランススリーブ、主軸ロータ、バランスプレートを主軸上に順次加熱する（ワークが冷却された後、乗り継ぎプラスする）、半仕上げ研削、仕上げ研削ロータ（平衡ディスクを含む）、主軸内孔、ジャーナル及び7：24テーパ孔（7：24テーパ孔は軸線A−B基準半径方向跳び許容差主軸端面に0.0015 mm、主軸端から300 mmのところに0.004 mm）。

3、電気主軸部品の組立技術

内蔵高速電気主軸の[敏感词]回転速度は12000 rpmに達し、先端は完全に固定され、後端は浮動する軸受支持方式である。4列の前端背もたれの前角接触玉軸受、主軸の径方向と軸方向はすべて固定され、後端は円筒ころ軸受を採用し、軸受内輪、ころは主軸に従って外輪軌道の軸方向に移動でき、熱伸長が主軸に与える影響を減少し、精度保持性が良い。設計特徴に基づき、組立において解決しなければならない重要な問題は軸受の予締力、前後軸受の温度上昇、主軸動平衡、固定子と冷却ジャケットの熱装、オイルガス潤滑装置及び冷却ジャケットの漏洩防止などであり、組立技術規範を確定する。

3.1、軸受の予締力を確定する

軸受予締力は工作機械の主軸回転速度、剛性と荷重と関係があり、軸受予締力の増加は主軸の剛性を高めることができるが、軸受軌道の摩擦、損失などは熱を発生する。熱が適時に放出されないと、工作機械の精度に深刻な影響を与える。したがって、軸受の予圧力は試験または試験によって決定されるべきである。繰り返し試験し、国内外の電気主軸軸受の予締力の研究成果を参考にして、予締量を0.002 ~ 0.005 mmと確定し、同組軸受内、外輪の高低差値を測定することにより、内、外輪の高低差を確定することができ、精密マッチング研究により、スペーサ両端面の平行度公差は0.002 mmである。

3.2、主軸の組み立て

主軸の具体的な組み立て過程は以下の8つのステップを含む：①主軸軸受と主軸ジャーナルの公差干渉は0.002 ~ 0.005 mmで、主軸と主軸軸受の測定値の配合によって保障することができ、②軸受取付前にSBU 15リチウム系グリースを塗布し、充填量は軸受隙間の1/3とする。③軸受を取り付ける前に、主軸は操作プラットフォームのホルダに垂直に固定し、主軸テーパ穴に対応する軸線の鼓動高点は機械プラスに提供された標識に基づいて確定し、組み立て時の軸受内輪高点はこの点と軸受外輪標識に位置合わせしなければならない、④取り付け時にベアリング加熱工具で加熱しなければならず、加熱温度は50℃である、⑤軸受、スペーサは標識位置によって順次主軸に取り付け、順に軸受のすべての組合せ端面の緊密な密着を保障するために、取付スリーブの軸方向で軸受とスペーサを叩き、⑥スペーサを取り付ける時、スペーサの自身のオイルガス孔が塞がれないことを保障するだけでなく、スペーサのオイルガス潤滑孔とスリーブの位置決めが正しい前提でスピンドルスリーブを取り付けることを保障しなければならない。⑦スピンドルナットを取り付ける、⑧スピンドルアセンブリの回転精度を調整する。

そのため、以下の要求を満たすべきである：①主軸テーパ孔軸線の半径方向鼓動の根元許容差は0.002 mmである、②主軸端面から300 mmの差は0.005 mm、③主軸の軸方向振れ許容差は0.002 mm、④スピンドル後ジャーナル径方向振れ許容差0.02 mm

3.3、主軸アセンブリの動平衡

主軸取付動平衡については、①主軸ブローチロッド及び関連回転部材を取付け、バタフライスプリングの各表面にMoS 2を含む耐高圧油脂を塗布し、バタフライスプリング接触面間の耐摩耗性を高める、②スピンドルアセンブリの動平衡調整：スピンドルアセンブリは前端支持スリーブと後端軸受外輪を支持とし、ベルト伝動はスピンドルアセンブリの動平衡を調整でき、モータロータの両端の平衡板に重み付けをし、スピンドル回転アセンブリの不平衡を0.5 gに保障する

4、主軸運転試験

主軸運転試験は以下の5つのステップに分けられる：①主軸ケース試験台フレームにオイルガス潤滑装置のパラメータを調整し、軸受温度変化後の精度を検査する。②主軸は[敏感词]回転数から順に高、中、低回転数で運転すべきである。[敏感词]回転速度運転時、時間は20 minを超えてはならず、このように主軸軸受は標準温度に達することができ、温度と温度上昇は主軸芯軸受で測定しなければならず、温度は60℃を超えず、温度上昇は30℃を超えない。③主軸の運転は安定していなければならず、悲鳴と衝突音があってはならず、主軸の騒音は78 dBを超えてはならない。④主軸の緩みブローチ機構の試験。緩み、引き刀力は設計要求に符合し、引き刀テスターを用いて主軸の引き刀力を検査し、引き刀力は1400 ~ 1600 kgの要求を満たすべきで、緩みの引き刀主軸の軸方向移動は0.15 mmを超えてはならない。⑤再検査主軸精度は回転精度の要求を満たす。

5、おわりに

高速精密加工センターの電気主軸の加工技術は革新的な設計であり、各企業は独自の加工、検査、実験設備と技術手段に基づいて、絶えず実践し、経験を総括している。上述の手順に従って組み立てられた電気主軸を加工し、性能試験とユーザーのフィードバックを経て、主軸テーパ穴の主軸直径に対する動径ヒール部は0.0016 mmで、主軸端面から300 mmのところに0.004 mmで、主軸支持主軸直径の円度は0.0014で、その精度指標は高速精密加工センターの要求を満たす。