目前,中機床行業正在朝著“高速、復合、精密、智能和環保”五個方面發展,各項新技術、新材料、新工藝將得到廣泛應用。市場對大規格、大尺寸、大噸位數控機床的需求增多。具有高精度、高速度、高率等點的機床產品將會別受到市場的青睞。
眾所周知,主軸軸承的精度、質量是影響主軸性能的關鍵因素。對于如何定義個精密軸承的精度等,ISO/ABEC(ABEC為美軸承制造協會所屬的環形軸承工程委員會)僅定義了內外圈的寬度公差、圓度、垂直度、錐度、軸向跳動和徑向跳動。而要想使得機床主軸能實現高精度、高速度、高剛度和振動低發熱小的要求,則需要對軸承本身更多的參數進行控制。
精密角接觸球軸承為客戶增加了ISO/ABEC所沒有定義的參數,其中包括預載公差、功能試驗、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)、鋼材規格、保持架配平和設計以及安裝倒角等。對這些參數的定義提高了精密角接觸球軸承產品的質量,從而提高了機床主軸的性能。
在出廠之前,超精密角接觸球軸承都要經過的功能試驗,通過數字振動濾波分析對超精密角接觸球軸承進行試驗檢測,確保軸承品質和應用性能。所有試驗結果是可追溯的。
清潔度
清潔度對于精密軸承產品而言至關重要,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。因而,生產的軸承產品可以增加機床正常運轉時間。
同時,在生產的過程中,技術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,進而減少了發熱量。
保持架
保持架對于機床軸承很關鍵,保持架的性能會影響機床軸承在高速旋轉下的穩定性。生產的標準保持架采用酚醛樹脂材料,內部設計和兜孔間隙的公差緊并控制引導表面,保證保持架在高速運轉、潤滑及動載時穩定性的。
精密角接觸球軸承主要有兩種結構設計方式:高剛性的WI系列和高轉速的HX系列滿足不同應用的要求。基本、開放式軸承設計具有更高的主軸速度和更大的動態徑向剛度,因此主軸可以在更短的時間內切削更多的材料,同時保證優異的成品公差。這些改良歸功于的滾珠體與精密工程設計滾道輪廓的結合,并以此進步提升加工率。
超精密主軸軸承選取注意事項
超精密機床主軸軸承多選用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。主軸軸承作為機床的關鍵部件,其性能會直接影響到機床的旋轉精度、轉速、剛性、溫升及噪聲等參數,進而影響工件的加工質量。因此,嚴格主軸軸承的選取標準是非常有必要的。在選取精密軸承配件時,注意事項主要包括:軸承精度別、軸承轉速、軸承受力等方面考慮。
針對以上提到的三大類主軸軸承,作出詳細的選取注意事項分析.
1.精密角接觸軸承:角接觸球軸承的滾動體是球,因為軸承是種點接觸,所以能提供更高的轉速、更小的發熱量和更高的旋轉精度。在些超高速的主軸應用場合,還會采用陶瓷球的混合型軸承。與傳統的淬透鋼球比,陶瓷球材料自身的點賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉速、耐高溫、壽命長的點,從而滿足高客戶對機床軸承產品的需求。
注意事項: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速性能,25的接觸角具有較高的軸向承載能力;預載的選擇對于精密角接觸球軸承應用的影響非常大,如在高承載、高剛性的場合,般會選用中型或重型的軸承預載。而針對些高轉速、高精度的應用場合,在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預載;角接觸球軸承精度,常見選型為P4別,因為P4精度別,相對較高,且在后期軸承更換維護中,P4別型號便于購買,不易出現斷貨現象。
2.精密圓錐滾子軸承:在些重載且對速度有定要求的機床應用場合中,如鍛件的荒磨、石油管道的車絲機、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計,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計,它能很好地降低軸承運轉扭矩和發熱,從而確保主軸的轉速和精度。由于圓錐滾子軸承能夠在安裝過程中調節軸向預載(游隙),這能讓客戶在軸承的整個使用周期中更好地優化軸承游隙調節。
注意事項:軸承選取時,應關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非常關鍵,運轉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:在機床主軸的應用中,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用。此類軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉速。圓柱孔軸承通常采用熱裝,利用過盈配合減小軸承游隙,或者預緊軸承。對內圈可分離的軸承,般在內圈裝上主軸后再
對滾道精加工,以提高主軸旋轉精度。