摘　要：系統介紹了國內外軸承磨削裝備的技術現狀和發展趨勢。重點從軸承裝備用戶和磨床主軸供應方的角度，對國內外軸承磨床的特點和優缺點進行了比較和分析。結合湖南大學已產業化的軸承磨床液體動靜壓主軸及電主軸等產品案例，對磨床主軸的關鍵技術作了介紹。Z后就如何促進軸承行業發展、打造軸承行業品牌提出了若干建議。
　　湖南大學國家高效磨削工程中心有三個主要研究方向：（1）高速超高速磨削工藝及裝備；（2）精密超精密磨削工藝及裝備；（3）高速主軸技術等。超高速磨削技術的優勢及特點主要體現在：（1）可大幅度提高加工效率；（2）可顯著提高零件的加工精度和表面質量；（3）可實現陶瓷等難加工材料的精密加工；（4）可實現薄壁零件的精密加工。湖南大學高速主軸技術研究及產業化已經歷30余年，目前液體動靜壓（電）主軸系列產品已在外圓磨床、內圓磨床、軸承磨床、平面磨床、立式磨床和無心磨床上成功批量應用，在改造維修德國肖特公司磨床主軸、日本豐田工機磨床主軸、日本三菱加工中心電主軸等方面取得了許多成功案例。
　　從軸承制造和軸承裝備用戶的角度看，軸承磨床的性能要求主要包括：（1）套圈的加工精度，如套圈圓度、波紋度、表面粗糙度、溝位置散差、尺寸散差等；（2）套圈的加工節拍和加工效率；（3）套圈加工質量的批一致性；（4）軸承磨床的可靠性；（5）軸承磨床的性價比。
　　目前國外軸承磨床廠家如瑞典LKP和意大利NOVA公司的產品特點主要有：（1）液體靜壓技術廣泛應用，包括砂輪軸、工件軸、修整器軸、機床導軌等；（2）機床導軌和主軸等關鍵部件的制造工藝精良；（3）對磨削工藝研究深入，并將工藝集成到裝備數控系統之中；（4）直線電機廣泛應用；（5）機床加工過程控制嚴格，檢測數據充分，產品品質可信度高。
　　當前國內軸承磨床廠家存在的不足主要表現在；1）軸承裝備廠家對軸承制造廠家的需求了解欠充分，個性化服務較欠缺；（2）產品設計多為經驗類比設計，定量依據欠充分；（3）在磨削工藝上的投入相對不足；（4）磨床整機裝配過程中的部分關鍵指標檢測不足；（4）產品制造過程的數據庫積累少，難以支撐技術長期有效積累；（5）關鍵零件的加工精度和材料變形等質量控制環節保障不夠。
　　站在軸承制造廠家角度看，國內軸承磨床存在的不足主要有：（1）磨削精度和磨削工件的“批一致性”有待進一步提高；（2）主軸剛性較低，精度壽命較短，維護較為頻繁，調整時間較長；（3）磨削工藝方面很難給用戶提供支持；（4）磨床制造過程中的關鍵技術指標須嚴格檢測并長期保留。
　　目前國外軸承磨床主軸的技術現狀及主要特點包括：（1）砂輪軸多采用滾動軸承電主軸；潤滑多采用油氣潤滑、氣密封、強制水冷、主軸跳動控制在1um；（2）頭架軸廣泛采用液體靜壓主軸，回轉精度高，精度壽命長；（3）電主軸功率比國內同規格普遍偏高，且在線監控和保護措施到位；（4）主軸工作環境好，潔凈度高，溫度和濕度控制好等。
　　國內軸承磨床主軸的現狀是：（1）砂輪軸采用滾動軸承主軸或靜壓主軸，主要為皮帶驅動；（2）頭架軸采用滾動軸承皮帶軸；（3）修整器剛度普遍偏低，修整精度和效率低；（4）對主軸運行狀態保護措施少，在線檢測不充分；（5）主軸工作環境較差，如溫度、濕度、空氣潔凈度和潤滑等條件很難嚴格保證。
　　從磨床主軸供應方的角度講，他們希望軸承磨床裝備生產廠家能夠做到：（1）所提出的主軸功率、速度、扭矩、剛性等參數指標依據充分，恰當合理；（2）主軸與砂輪、法蘭、磨頭體的聯接剛度高；（3）主軸與電機的機電耦合特性匹配合理；（4）絲杠導軌進給系統的剛性好，精度高，無爬行現象；（5）套圈支架的聯接剛性好，耐磨性好；（6）磨床數控系統穩定，分辨率高；（7）廠家熟悉磨削工藝，能Z大限度發揮主軸的性能；（8）發生售后維修時，能提供準確的機床相關信息。
　　湖南大學的軸承磨床砂輪軸、工件軸和修整器軸等已實現產業化應用。這些主軸關鍵技術包括磨削力的計算及測試、動靜壓砂輪軸和工件軸設計、內圓磨角接觸球軸承電主軸設計、電主軸系統機電耦合匹配特性優化等。現有電主軸設計技術的局限性主要表現在：（1）現有電主軸系統設計為孤立的單元設計（電機、變頻器、砂輪主軸、載荷），不能反映各單元之間的相互影響規律，難以實現一體化設計；（2）現有電主軸設計是各單元的靜態設計，不能反映系統真實啟動過程或在載荷變化條件下的動態過程，不能實現對系統動態特性進行定量評價；（3）現有電機設計采用理想正弦波假設，設計結果誤差大；（4）現有設計理論不能揭示逆變器導致的磨削主軸系統機電耦合振動機理，難以提出避免高次諧波機電耦合振動的方法；（5）由于缺乏系統化的設計理論，現有研究工作很難實現對磨削電主軸系統的綜合優化。針對上述局限，我們已經找到并實施了相應的解決辦法。
　　目前國內軸承磨床行業品牌企業較少，爭創品牌的信心和積極性偏低，政府、企業和廣大同行宜從如下方面繼續努力：（1）只有建立了穩定的包括知識產權在內的財產保護制度，才能保障技術和財富的長期有序積累，才能更有效地造就品牌。（2）只有抓住了技術的“根”，才有真正技術創新的自信。把產品“做出來”的“訣竅”很重要，但背后的“道理”更重要。（3）只有行業上下游的同仁一起“挺身入局”，認真到底，才有創造產業品牌的希望。
　　目前國內軸承磨削裝備產業處于轉型升級的關鍵時期，個人認為下述建議值得重視：（1）調整產品定位，增加產品的技術附加值；（2）用定量的精細化設計取代定性的經驗式設計；（3）用系統化設計取代獨立部件設計，統籌主軸與機床特性、變頻器、控制系統、砂輪、磨削工藝參數的匹配關系；（4）更加重視產品性能數據庫、加工裝配工藝數據庫和切削工藝數據庫的根本性支撐作用，充分認識到數據積累的重要性，“拙就是巧”。（5）更加重視檢測技術的保障作用，同時設計技術與檢測技術深度融合；（6）重視磨削工藝研究，為用戶提供系統的解決方案，將裝備和服務一起提供給用戶，既銷售產品，又銷售服務。（7）只有致力于做品牌，企業的路才會長遠。目前國內缺乏技術和硬件條件支撐的企業在苦苦求生存，而有條件的企業又多致力于企業規模和利潤，真正致力于核心能力建設和品牌建設的企業還是太少。國內軸承行業的進一步提升，需要更多的企業家和行業同仁共同努力。
　　作者簡介：熊萬里，博士，教授，湖南大學博士生導師，國家高效磨削工程中心總工程師。長期致力于液體動靜壓電主軸、角接觸球軸承電主軸、磨削工藝系統動力學、高速大功率電機方面的研究、開發及產業化工作。主持國家自然科學基金項目、國家863計劃項目等縱向課題10余項和企業橫向課題10余項。主持開發成功液體動靜壓電主軸（35kW/9000rpm、12kW/30000rpm）、滾動軸承式加工中心電主軸（35kW/18000rpm）和高速大功率電機（315kW/17000rpm）等數十款產品；發表學術論文70余篇，獲授權發明專利22項和軟件著作權4項；獲國家科技進步二等獎、中國專利優秀獎和中國機械工程學會“青年科技成就獎”等獎項近10項，培養高速主軸方向博士碩士畢業生近30名。