目前,中機(jī)床行業(yè)正在朝著“高速、復(fù)合、精密、智能和環(huán)?!蔽鍌€方面發(fā)展,各項(xiàng)新技術(shù)、新材料、新工藝將得到廣泛應(yīng)用。市場對大規(guī)格、大尺寸、大噸位數(shù)控機(jī)床的需求增多。具有高精度、高速度、高率等點(diǎn)的機(jī)床產(chǎn)品將會別受到市場的青睞。
眾所周知,主軸軸承的精度、質(zhì)量是影響主軸性能的關(guān)鍵因素。對于如何定義個精密軸承的精度等,ISO/ABEC(ABEC為美軸承制造協(xié)會所屬的環(huán)形軸承工程委員會)僅定義了內(nèi)外圈的寬度公差、圓度、垂直度、錐度、軸向跳動和徑向跳動。而要想使得機(jī)床主軸能實(shí)現(xiàn)高精度、高速度、高剛度和振動低發(fā)熱小的要求,則需要對軸承本身更多的參數(shù)進(jìn)行控制。
精密角接觸球軸承為客戶增加了ISO/ABEC所沒有定義的參數(shù),其中包括預(yù)載公差、功能試驗(yàn)、可追溯性和微米代碼、清潔度、滾道曲率、滾珠等和圓度、表面加工(功能和非功能表面)、鋼材規(guī)格、保持架配平和設(shè)計(jì)以及安裝倒角等。對這些參數(shù)的定義提高了精密角接觸球軸承產(chǎn)品的質(zhì)量,從而提高了機(jī)床主軸的性能。
在出廠之前,超精密角接觸球軸承都要經(jīng)過的功能試驗(yàn),通過數(shù)字振動濾波分析對超精密角接觸球軸承進(jìn)行試驗(yàn)檢測,確保軸承品質(zhì)和應(yīng)用性能。所有試驗(yàn)結(jié)果是可追溯的。
清潔度
清潔度對于精密軸承產(chǎn)品而言至關(guān)重要,超精密軸承部件般都要用多溶劑清洗3h,從而避免雜質(zhì)混入軸承,防止固有的污染源。另外,還要磨削軸承的非工作性表面,保證軸承在出廠前無雜質(zhì)。因而,生產(chǎn)的軸承產(chǎn)品可以增加機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)時間。
同時,在生產(chǎn)的過程中,技術(shù)人員還控制滾道的曲率和均勻性以及鋼球的等,減少了振動,進(jìn)而減少了發(fā)熱量。
保持架
保持架對于機(jī)床軸承很關(guān)鍵,保持架的性能會影響機(jī)床軸承在高速旋轉(zhuǎn)下的穩(wěn)定性。生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)保持架采用酚醛樹脂材料,內(nèi)部設(shè)計(jì)和兜孔間隙的公差緊并控制引導(dǎo)表面,保證保持架在高速運(yùn)轉(zhuǎn)、潤滑及動載時穩(wěn)定性的。
精密角接觸球軸承主要有兩種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式:高剛性的WI系列和高轉(zhuǎn)速的HX系列滿足不同應(yīng)用的要求?;?、開放式軸承設(shè)計(jì)具有更高的主軸速度和更大的動態(tài)徑向剛度,因此主軸可以在更短的時間內(nèi)切削更多的材料,同時保證優(yōu)異的成品公差。這些改良?xì)w功于的滾珠體與精密工程設(shè)計(jì)滾道輪廓的結(jié)合,并以此進(jìn)步提升加工率。
超精密主軸軸承選取注意事項(xiàng)
超精密機(jī)床主軸軸承多選用NSK軸承,主要包括三類:精密角接觸球軸承、精密圓錐滾子軸承、精密圓柱滾子軸承。主軸軸承作為機(jī)床的關(guān)鍵部件,其性能會直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速、剛性、溫升及噪聲等參數(shù),進(jìn)而影響工件的加工質(zhì)量。因此,嚴(yán)格主軸軸承的選取標(biāo)準(zhǔn)是非常有必要的。在選取精密軸承配件時,注意事項(xiàng)主要包括:軸承精度別、軸承轉(zhuǎn)速、軸承受力等方面考慮。
針對以上提到的三大類主軸軸承,作出詳細(xì)的選取注意事項(xiàng)分析.
1.精密角接觸軸承:角接觸球軸承的滾動體是球,因?yàn)檩S承是種點(diǎn)接觸,所以能提供更高的轉(zhuǎn)速、更小的發(fā)熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在些超高速的主軸應(yīng)用場合,還會采用陶瓷球的混合型軸承。與傳統(tǒng)的淬透鋼球比,陶瓷球材料自身的點(diǎn)賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長的點(diǎn),從而滿足高客戶對機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求。
注意事項(xiàng):就角接觸球軸承的接觸角而言,目前比較流行的是 15 和 25 的接觸角。通常15的接觸角具有比較高的轉(zhuǎn)速性能,25的接觸角具有較高的軸向承載能力;預(yù)載的選擇對于精密角接觸球軸承應(yīng)用的影響非常大,如在高承載、高剛性的場合,般會選用中型或重型的軸承預(yù)載。而針對些高轉(zhuǎn)速、高精度的應(yīng)用場合,在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預(yù)載;角接觸球軸承精度,常見選型為P4別,因?yàn)?span>P4精度別,相對較高,且在后期軸承更換維護(hù)中,P4別型號便于購買,不易出現(xiàn)斷貨現(xiàn)象。
2.精密圓錐滾子軸承:在些重載且對速度有定要求的機(jī)床應(yīng)用場合中,如鍛件的荒磨、石油管道的車絲機(jī)、重型車床和銑床等,選擇軸承是種比較理想的方案。由于圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計(jì),因此它能為主軸提供很高的剛性和承載;另外,圓錐滾子軸承是種純滾動的軸承設(shè)計(jì),它能很好地降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩和發(fā)熱,從而確保主軸的轉(zhuǎn)速和精度。由于圓錐滾子軸承能夠在安裝過程中調(diào)節(jié)軸向預(yù)載(游隙),這能讓客戶在軸承的整個使用周期中更好地優(yōu)化軸承游隙調(diào)節(jié)。
注意事項(xiàng):軸承選取時,應(yīng)關(guān)注軸承外表的粗糙程度,別是保持架。圓錐滾子軸承保持架的引導(dǎo)非常關(guān)鍵,運(yùn)轉(zhuǎn)精度主要看保持架和滾動體的粗糙程度、光潔程度。
3.精密圓柱滾子軸承:在機(jī)床主軸的應(yīng)用中,雙列精密圓柱滾子軸承也會被使用到,通常與精密角接觸球軸承或推力軸承組合應(yīng)用。此類軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉(zhuǎn)速。圓柱孔軸承通常采用熱裝,利用過盈配合減小軸承游隙,或者預(yù)緊軸承。對內(nèi)圈可分離的軸承,般在內(nèi)圈裝上主軸后再
對滾道精加工,以提高主軸旋轉(zhuǎn)精度。