主軸部件是保證水刀及超精密機床加工精度的核心。超精密加工對主軸的要求是極高的回轉精度和轉動平穩以及無振動。滿足了這些要求關鍵是所用的精密軸承。早期的精密主軸采用超精密級的滾動軸承，例如瑞士Schaublin、美國的Hardinge等精密機床，主軸用特制的超精密軸承，整臺機床制造精度很高，因此機床加工精度可達1μm，加工表面的粗糙度可以達到了0.04 - 0.02μm。但是高精度的滾動軸承主軸的制造的困難，所以在現在實際上多使用液體靜壓軸承和空氣靜壓軸承。

    1.液體靜壓軸承主軸

    液體靜壓軸承具有回轉精度高(0.1μm)、剛度較高、轉動平穩華人無振動的等基本的特點，所以人們被廣泛用于超精密機床。液體靜壓軸承主要缺點包括了：

（1)液體的靜壓軸承的油溫隨著轉速的升高而進行相應的升高。溫度的升高將造成熱的變形，影響了主軸精度。

（2)靜壓的油回油時將空氣帶入油源，形成微小氣泡懸浮在油中，不易排出，因而降低了液體靜壓軸承的剛度和動特性。

    2.空氣靜壓軸承主軸

    空氣靜壓軸承的工作原理和液體靜壓軸承相同。空氣靜壓軸承具有很高的回轉精度，在高速轉動時溫升的甚小，基本可以達到恒溫的狀態，因此造成的熱變形誤差很小。但是與液體靜壓軸承相比，空氣軸承剛度低，承受載荷較小。由于超精密加工的切削力很小，所以空氣的軸承可以滿足了相關的要求，所以說在超精密機床中得到廣泛的應用。以下是幾種典型的結構。

 (1)雙半球空氣軸承主軸該主軸前后軸承均為半球狀，同時起徑向軸承和推力軸承的作用，如圖2-9所示。由于軸承的球形氣浮面具有自動調心作用，因此可以提高前后軸承的同心度，以提高主軸的同轉精度。該主軸采用內裝式，即電動機的轉子直接與主軸剛性聯接，所以電動機的轉子的回轉精度將對主軸的回轉精度而進行產生的影響和作用。

 (2)徑向推力空氣靜壓軸承主軸徑向一止推空氣靜壓軸承主軸結構，它是在液體靜壓軸承主軸結構基礎上發展起來的，只是節流孔和氣腔大小形狀不同；在了解了超精密機床及其關鍵部件之后，我們便應該知道的是該結構中徑向軸承的外鼓形軸套可起自動調整定心作用，具體方法是先通氣使軸套自動將位置調好后再固定。這樣可提高前后軸套的同心度，從而保證主軸的回轉精度。該空氣軸承采用多孔石墨作空氣節流的軸襯，使用這種軸襯在沒有空氣狀態下，即使軸發生少量旋轉，也不會因和軸套咬住而損壞主軸。但這種主軸要求所用的多孔石墨組織均勻，各處透氣率相同，同時制造難度大。目前國外很多空氣軸承都使用多孔石墨來作空氣節流。

（3)球形一徑向空氣軸承主軸這種結構的主軸，前端球形同時起到徑向軸承和軸向推力軸承作用，并具有自動調心作用，保證了前后軸承（圓柱徑向軸承）的同心度，從而提高了主軸回轉精度。

    這種球形軸承主軸的剛度和承載能力均不高，可以通過優化軸承參數提高其剛度和承載能力。若有更高要求，則需加大軸承尺寸。

    類似立式水刀機床的立式空氣軸承，主軸立式結構空氣軸承主軸，這種結構實際上主要在用于了大型的超精密的車床，從而保證了加工的系統具有非常高的剛度，且便于零件的裝夾：其圓弧面的徑向軸承起到自動的調心、提高了精度的作用。