精密機(jī)床主軸軸承的選型方法。
精密機(jī)床主軸軸承的選型方法。
- 2020/10/6 15:26:13
滾動(dòng)軸承在機(jī)床上的使用主要用于下列三個(gè)部位：主軸、滾珠絲杠和一般傳動(dòng)軸?！ ?/p>
一，精密機(jī)床主軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)精度
滾動(dòng)軸承用于精密機(jī)床主軸上的軸承精度應(yīng)為P5及其以上級(jí)，而對(duì)于數(shù)控機(jī)床、加工中心等高速、高精密機(jī)床的主軸支承，應(yīng)選用P4及其以上級(jí)超精密軸承。主軸軸承作為機(jī)床的基礎(chǔ)配套件，其性能直接影響到機(jī)床的轉(zhuǎn)速、回轉(zhuǎn)精度、剛性、抗顫振動(dòng)切削性能、噪聲、溫升及熱變形等，進(jìn)而影響到加工零件的精度、表面質(zhì)量等。因此，高性能的機(jī)床必須配用高性能的軸承?！ ?/p>
主軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)精度是指機(jī)床處于空載手動(dòng)或機(jī)動(dòng)低速旋轉(zhuǎn)情況下，在主軸前端基準(zhǔn)面上測(cè)量的徑向跳動(dòng)、斷面跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的精度。
主軸系統(tǒng)的精度主要受以下因素影響：
1）軸承套圈的溝道徑向跳動(dòng)，將對(duì)應(yīng)使主軸系統(tǒng)主軸軸線產(chǎn)生徑向跳動(dòng)，從而將這些誤差部分的復(fù)映在被加工表面上。
2）軸承滾動(dòng)體直徑不一致和形狀誤差將會(huì)使得主軸產(chǎn)生有規(guī)律的誤差。
3）溝道對(duì)端面的側(cè)擺將引起主軸的軸向竄動(dòng)，主軸的軸向竄動(dòng)對(duì)精密磨床，特別是軸承磨床影響尤其顯著，假如工藝上采用支溝磨溝的方式，將使得廢品率大幅度提升，噪聲也會(huì)大幅度提高。
4）軸承安裝工作面的尺寸和形位誤差將使軸承滾道產(chǎn)生相應(yīng)的變形，使軸承內(nèi)外圈傾斜，使得軸承在各個(gè)方向的剛度不一致，從而會(huì)降低主軸系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)精度。調(diào)整間隙的螺母、隔套、墊圈端面均需要研磨加工，且與軸系回轉(zhuǎn)軸線的垂直度要和所安裝的軸承精度相對(duì)應(yīng)，否則會(huì)降低軸承的工作精度。
二，精密機(jī)床主軸潤(rùn)滑和密封
前面我們提到過潤(rùn)滑劑是軸承配置的重要一部分，采用不同的潤(rùn)滑方式，軸承的極限轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)是不同的。潤(rùn)滑劑要按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)補(bǔ)充（高速精密主軸系統(tǒng)潤(rùn)滑脂填充量一般為軸承空間的10%~20%），合理的添加潤(rùn)滑劑，可以減少軸系的摩擦和磨損，延長(zhǎng)軸承的疲勞壽命，同時(shí)可以排出軸承系統(tǒng)的摩擦熱并起到冷卻軸承系統(tǒng)的作用；除了潤(rùn)滑脂之外，軸承系統(tǒng)的潤(rùn)滑還有液體油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑和油氣潤(rùn)滑等方式，油氣潤(rùn)滑在國外高速主軸系統(tǒng)當(dāng)中已經(jīng)普遍采用，油氣潤(rùn)滑省油，無污染，并且能夠顯著提高主軸系統(tǒng)的DN值，并能夠智能控制軸系對(duì)潤(rùn)滑劑的要求補(bǔ)給量?！ ?/p>
主軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑和密封一定要根據(jù)不同情況采用不同的形式。密封磨損了要及時(shí)更換，密封唇與旋轉(zhuǎn)體接觸處超過15m/s就要采用非接觸式密封結(jié)構(gòu)，高速精密機(jī)床大多采用迷宮式密封，并需要在適當(dāng)位置設(shè)計(jì)甩油溝槽，因?yàn)榻佑|式密封不僅會(huì)使密封接觸處產(chǎn)生摩擦損失和過熱，而且會(huì)對(duì)軸承系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)精度產(chǎn)生影響。
三，滾珠絲杠作為精密、高效、靈敏的傳動(dòng)元件，除了應(yīng)采用高精度的絲杠、螺母和滾珠外，還應(yīng)注意選用軸向剛度高、摩擦力矩小、運(yùn)轉(zhuǎn)精度高的軸承。滾珠絲杠支承過去常用雙向推力角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、滾針和推力滾子組合軸承、深溝球軸承和推力球軸承等。目前，滾珠絲杠支承采用最多的是60°接觸角的單列推力角接觸球軸承，而且，精度等級(jí)也是以P4及其以上級(jí)為主。
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