机床与回转设备部件

空心主轴

空心主轴是中心带轴向通孔的旋转轴,一边传扭矩,一边让棒料、拉刀杆、冷却液或线缆从轴心穿过。选型先看通孔给谁用,再定轴端接口和转速扭矩。

帮机床、回转台和自动化设备的设计与采购人员,把空心主轴的通孔、轴端接口、转速扭矩和检验项目写成能直接下单或比价的要求。

空心主轴应用场景
示意图:一台大型主轴单元放在检测平台上,技术人员用千分表在主轴外圆处测量跳动。

空心主轴是什么

产品作用

空心主轴指沿回转轴线开有通孔的主轴或传动轴。实心轴只负责传扭矩和承受轴承载荷,空心主轴还要把一条通道从静止端带到旋转端。常见的用法有四类:车床主轴让棒料和卡盘拉管穿过,加工中心主轴让拉刀杆和中心出水的冷却液穿过,回转台和机器人关节让电缆、气管穿过,电机轴和减速机输出轴挖空以减轻转动质量。沈阳机床T5-Q/S系列卧式数控车床的参数表把这个通孔单列为“主轴通孔直径”,标准配置里写的是“套筒式主轴”和“中空卡盘油缸”[1]。

工作原理

空心主轴由前后轴承支承,驱动端输入扭矩,前端(主轴端部)连接卡盘、刀柄或负载。轴心的通孔从前端贯通到尾端,尾端可以装旋转接头,把固定管路里的冷却液、压缩空气或液压油送进旋转的轴里[2]。挖掉中心材料后,转动质量和惯量下降,抗扭能力仍主要由外圈材料承担,这是BOS液压在空心轴页面给出的设计出发点[6]。代价是壁变薄,所以通孔越大,轴承处外径和材料、热处理就越要跟着加强。

空心主轴上要分开出图的三处

空心主轴多为整体锻件或棒料加工,下表三项都在同一根轴上,订货时分别在图纸上标尺寸和公差。

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部件作用材料与配置
轴体(含通孔)传递扭矩、承受轴承载荷,并提供贯通的中心孔。通孔用深孔钻削和镗削加工,加工后要检内外径、壁厚和内外圆同轴度[4]。按载荷和环境选碳钢、合金钢或不锈钢,Precimach还列出铝合金和工程塑料[4];潮湿或需清洗的场合可用304、316不锈钢[4][5]。
轴承轴颈、主轴端部与尾端安装面轴承轴颈决定支承精度;前端是连接卡盘或刀柄的主轴端部,T5系列用A2-5、A2-6、A2-8三种,前端锥孔为1:20[1];尾端如要装旋转接头,可加工沉孔供嵌入式接头插入,或加工螺纹供转子安装式接头拧入[3]。与轴体同料,轴颈和锥孔按图纸做感应淬火、调质或渗氮后精磨[4]。
键槽 / 花键与齿轮、带轮、联轴器或减速机连接的扭矩接口。外键槽在车好外圆和内孔后铣出;空心输出轴也可以做内花键,花键按指定的花键标准和装配尺寸加工[4]。在轴体上直接加工,与轴体同料同热处理[4]。

十个尺寸与性能项,哪些能直接比

通孔、主轴端部、转速和扭矩可以用沈阳机床T5-Q/S系列车床的公开参数作对照[1];长度、重量、硬度、工作温度随设备而定,表里写的是下单时怎样给出要求。

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参数资料与范围选型含义
主轴通孔直径沈阳机床T5-Q/S系列:T5.1-100Q为Φ56 mm,T5.1-500Q与T5.2-500Q/1000Q为Φ65 mm,T5.2-500S/1000S为Φ80 mm;对应的最大通过棒料直径分别为Φ44、Φ50、Φ65 mm[1]。车床送棒料时按“最大通过棒料直径”对料,这个数比通孔小12~15 mm[1];走线或走管时,按线束或管路最大外径加装配余量定孔径。
轴承处外径T5-Q/S系列前轴承内径即主轴前轴颈直径,为90、100、120 mm三档[1];BOS液压304不锈钢空心轴直径做10~120 mm[5]。外径与通孔一起决定壁厚,也决定能配多大的轴承;通孔加大时外径通常要同步加大。
长度按箱体长度、前后轴承跨距和尾端接口位置定;BOS液压304空心轴标准长度可到6 m,另可定长[5]。长轴的难点在深孔直线度和全长同轴度,Precimach把加长、深孔空心轴单列为加工项目[4]。
最高转速T5-Q/S系列主轴最高转速:T5.1-100Q为5000 r/min,T5.1-500Q与T5.2-Q为4500 r/min,T5.2-S为4000 r/min[1]。尾端装旋转接头时,接头额定转速也要覆盖主轴最高转速:杜布林嵌入式冷却液接头标到24,000 rpm、150 bar,无轴承式接头为10,000~50,000 rpm[2][3]。
径向跳动按图纸用几何公差(GB/T 1182 / ISO 1101)标出轴承轴颈、主轴端部和锥孔相对公共基准的跳动;Precimach的检验项目包括轴颈跳动、直线度和同轴度[4]。空心轴要同时控制外圆、内孔和轴颈三者的关系,单看一个直径合格不够[4]。
工作温度按轴承润滑方式、旋转接头密封和通孔介质温度给出使用温度。通冷却液的主轴会受热伸长,杜布林1139系列接头的静止端带轴向行程,用来跟随主轴热膨胀后保持密封[3]。
材料常用碳钢、合金钢、不锈钢,也有铝合金和工程塑料[4];BOS液压304空心轴含铬约18%、镍约8%[5]。具体牌号按扭矩、转速和热处理方式在图纸上指定。要做轴颈淬硬的选可淬火的合金钢;食品、医疗和需频繁冲洗的设备多用304或316不锈钢[4][5]。
表面硬度按热处理方式标出轴颈、锥孔的表面硬度和硬化层深度;可选感应淬火、调质、渗氮等[4]。淬硬层只做在轴颈和锥孔等接触面,通孔内壁和键槽根部按图纸另行规定。
重量由外径、通孔直径、长度和材料算出,随图纸给出。Precimach称空心结构相对实心件可省35%~80%材料,BOS液压称其304空心轴比同径实心轴减重最多约40%[4][5]。
主轴扭矩T5-Q/S系列主轴额定扭矩35~180 N·m、最大扭矩70~300 N·m;例如T5.2-500S/1000S额定180 N·m(769 r/min),最大300 N·m(576 r/min)[1]。扭矩随转速变化,比较时要连同对应转速一起看;空心轴的抗扭能力按壁厚和材料核算,键槽、花键根部是应力集中处。

同样叫空心主轴,通孔里放的东西不一样

下单前先写清楚通孔里要穿过什么。这件事决定了孔径要多大、尾端要不要留旋转接头的接口、内孔表面要做到什么程度。

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设备通孔里穿过的东西轴端随之要配的
数控车床主轴棒料,以及中空卡盘油缸的拉管[1]前端A2型主轴端部装卡盘,尾端接中空油缸[1]
加工中心主轴拉刀杆和中心出水的冷却液、MQL或压缩空气[2][3]尾端沉孔或螺纹,装冷却液旋转接头;接头要能跟随拉刀杆轴向移动[3]
回转台、分度台电源线、信号线、以太网线、气管、真空管或激光光路[7]中心孔贯通,台面以外不再需要拖链[7]
机器人关节、电机轴、减速机输出轴线缆、冷却管路,或只为减轻转动质量[4][6]按装配图加工转子安装位、驱动端和内花键[4]

车床:通孔直径和能过的棒料差一截

沈阳机床T5-Q/S系列的参数表同时给出“主轴通孔直径”和“最大通过棒料直径”,两者相差12~15 mm[1]。这台车床标准配置带中空卡盘油缸[1],通孔里还要容纳拉管,所以送料能力按后一个数看。

主轴端部、前轴承内径、转速和扭矩也随通孔一起变化:通孔从Φ56 mm加大到Φ80 mm,主轴端部从A2-5换成A2-8,前轴承内径从90 mm增到120 mm,最高转速从5000 r/min降到4000 r/min[1]。

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型号主轴端部通孔直径最大棒料最高转速最大扭矩
T5.1-100QA2-5Φ56 mmΦ44 mm5000 r/min70 N·m(1500 r/min)
T5.1-500QA2-6Φ65 mmΦ50 mm4500 r/min180 N·m(576 r/min)
T5.2-500Q / 1000QA2-6Φ65 mmΦ50 mm4500 r/min245 N·m(576 r/min)
T5.2-500S / 1000SA2-8Φ80 mmΦ65 mm4000 r/min300 N·m(576 r/min)

加工中心中心出水:主轴尾端怎样接旋转接头

中心出水的主轴,冷却液经尾端旋转接头进入通孔,再从刀具中心喷出。杜布林(Deublin)把机床用接头分成三种装法:嵌入式接头插进主轴尾端精加工的沉孔,最高标到150 bar、24,000 rpm[2];转子安装式接头用螺纹转子拧在主轴上,能吸收冷却液压力产生的大部分轴向力,减轻主轴的推力负荷[2][3];无轴承式接头体积最小、转速最高,可装进主轴电机风扇罩或松刀缸内[2]。

嵌入式接头带泄漏通道,经排液管引走漏液,防止冷却液灌进主轴[3]。拉刀杆松刀时会轴向移动,杜布林1114系列可跟随19 mm的拉杆行程[3]。闭式密封接头的密封面始终贴合,杜布林提示这类接头在没有冷却液时不应长时间旋转;干转多的机床宜选Pop-Off或AutoSense这类无压时密封面自动分开的结构[2]。

同一根主轴如还要通卡紧用的液压油或气,就换成多通道接头:杜布林双通道接头用于夹紧和卡盘,转速到12,000 rpm[2]。

深孔加工、检验报告与订货资料

空心主轴的典型工序是车外圆、深孔钻、镗内孔、铣键槽或花键、热处理,最后磨轴颈;Precimach出货前逐件检内外径、壁厚、轴颈跳动、直线度和同轴度,可按要求附材质证明和尺寸检测报告[4]。外购空心轴坯料时,BOS液压的304空心轴标称直径公差g6、每300 mm直线度≤0.05 mm、表面粗糙度Ra≤0.4 μm[5],这组数可以作为磨削坯料的验收参考。

询价时一次交齐:图纸或3D模型、材料牌号、数量、关键公差和表面处理要求[4];同时写明通孔用途、主轴端部规格、尾端接头型号和最高转速,并要求供货方随货提供材质证明、尺寸与跳动检测报告,有动平衡要求的加附平衡报告。

关联的应用系统与部件

以下入口来自产品关系,用于继续查阅;具体机型的装配和兼容性仍需对应型号资料。

应用系统

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-17。车床主轴尺寸取自沈阳机床T5-Q/S系列样本,样本注明参数仅供参考、以实物为准;旋转接头内容来自杜布林英文官网;空心轴加工与材料来自两家空心轴制造商的产品页。

  1. 沈阳机床 T5-Q/S系列卧式数控车床产品页(含产品样本图片)读了样本“技术参数”页的主轴栏:主轴端部、前轴承内径、前端锥孔、主轴通孔直径、最大通过棒料直径、最高转速、额定与最大扭矩,以及标准配置中的套筒式主轴和中空卡盘油缸;用于参数表、车床小节和FAQ。
  2. Deublin:Machine Tools 行业页读了嵌入式、转子安装式、无轴承式冷却液接头的装法与额定值,闭式密封不宜长时间干转的提示,以及双通道接头用于夹紧、转速到12,000 rpm;用于尾端接头小节和转速说明。
  3. Deublin:Rotary Unions for Coolant 产品页读了1114系列可跟随19 mm拉杆行程、嵌入式接头的泄漏排液通道、转子安装式接头吸收轴向推力、1139系列静止端随热膨胀的行程、无轴承接头10,000~50,000 rpm;用于尾端接头小节与安装面说明。
  4. Precimach:Custom Hollow Shaft 页面读了空心轴类型(电机轴、传动轴、键槽轴、输出轴、花键轴、不锈钢轴)、加工工序、热处理方式、出货检验项目、常用材料和询价所需资料;用于部件表、材料与检验相关内容及厂家条目。
  5. BOS Hydraulic:Stainless Steel 304 Hollow Shaft 页面读了304空心轴的成分、g6直径公差、直线度、表面粗糙度、长度、直径范围和减重说法;用于外径、长度、材料、重量参数及厂家条目。
  6. BOS Hydraulic:Hollow Shafts 系列页读了空心轴减小转动惯量、中心通道走液压管线、电缆和传感器的原理说明;用于工作原理和用途表。
  7. TallMan Robotics:Hollow Bore Rotary Tables 产品页读了中空回转台中心通孔可穿过电源、信号、以太网线、气管、真空管和激光光路,以及可省去拖链的说明;用于用途表和FAQ。

空心主轴相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

2 家 · 产品来源可查

Precimach

苏州工业园区的CNC加工厂,按图纸、3D模型或样件定制空心电机轴、空心传动轴、带键与花键空心轴、空心输出轴和304/316不锈钢空心轴;工序含深孔钻、镗、车、磨及感应淬火、渗氮,出货前检内外径、壁厚、轴颈跳动、直线度和同轴度,可附材质证明与检测报告,接受单件打样。

查看产品资料依据
官网产品分类
Precimach · 定制空心轴
产品来源
precimach.com ↗
资料核查日期
2026-10-17

Jiangsu BOS Hydraulic Technology Co., Ltd.

江苏 · 常州

江苏BOS液压技术有限公司生产304不锈钢空心轴、镀铬空心棒和空心活塞杆等空心轴件;304空心轴标称直径10~120 mm、公差g6、每300 mm直线度≤0.05 mm、Ra≤0.4 μm,标准长度到6 m,可加工键槽、沟槽和螺纹。产品偏直线运动和液压缸用途,作回转主轴用时以其坯料或半成品再精加工较合适。

查看产品资料依据
官网产品分类
江苏BOS液压 · 304不锈钢空心轴
资料核查日期
2026-10-17

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

车床主轴通孔Φ65 mm,能送Φ60 mm的棒料吗?

要看机床给出的“最大通过棒料直径”。以沈阳机床T5.2-500Q为例,主轴通孔Φ65 mm,最大通过棒料直径为Φ50 mm(来源1);这台车床标准配置带中空卡盘油缸,通孔里还要容纳拉管。按棒料直径选机型时,直接对照最大通过棒料直径这一栏。

加工中心想改中心出水,主轴要满足什么?

主轴要有贯通的中心孔供冷却液通过,尾端要有装接头的位置:嵌入式接头需要精加工沉孔,转子安装式接头需要螺纹(来源3)。还要核对接头的额定转速和压力、能跟随的拉刀杆行程,以及机床是否经常不开冷却液运转,后者决定选闭式密封还是Pop-Off、AutoSense一类结构(来源2)。

回转台中间走线,用空心主轴有什么好处?

电源、信号、以太网线和气管从中心孔穿过,转台外面就可以省掉拖链(来源7);BOS液压也把避免线缆缠绕和磨损列为空心轴内部走线的好处(来源6)。孔径按线束和接头的最大外径加余量定,弯折半径也要留够。

空心轴和同样外径的实心轴比,强度会差多少?

去掉中心材料后抗扭强度会有所下降,但扭矩主要由外层材料承担,因此重量下降比例通常大于强度下降比例;BOS液压的说法是其304空心轴比同径实心轴最多减重约40%,壁厚按工况计算确定(来源5)。具体余量要按扭矩、转速和键槽位置做强度校核。

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