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精密機床的軸承該如何選擇

發布時間:2021年1月13日下午2:39

機床主軸軸承的選用主軸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。為了保持優秀的機床加工能力,必須配用高性能的進口軸承。主軸軸承的合理選用用于機床主軸上的軸承精度應為isop5或以上(p5或者p4是iso的精度等級,通常從低到高為p0、p6、p5、p4、p2),而對于數控機床、加工中心等高速、高精密機床的主軸支承,則需選用isop4或以上的精度級別。

精密機床的軸承該如何選擇

滾動軸承用于精密機床主軸上的軸承精度應為P5及其以上級,而對于數控機床、加工中心等高速、高精密機床的主軸支承,應選用P4及其以上級超精密軸承。主軸軸承作為機床的基礎配套件,其性能直接影響到機床的轉速、回轉精度、剛性、抗顫振動切削性能、噪聲、溫升及熱變形等,進而影響到加工零件的精度、表面質量等。因此,高性能的機床必須配用高性能的軸承。

滾動軸承在機床上的使用主要用于下列三個部位:主軸、滾珠絲杠和一般傳動軸。一,精密機床主軸系統的旋轉精度 滾動軸承用于精密機床主軸上的軸承精度應為P5及其以上級,而對于數控機床、加工中心等高速、高精密機床的主軸支承,應選用P4及其以上級超精密軸承。

滾動軸承在機床上的使用主要用于下列三個部位:主軸、滾珠絲杠和一般傳動軸。

一、精密機床主軸系統的旋轉精度

加工中心等高速、高精密機床的主軸支承,應選用P4及其以上級超精密軸承。主軸軸承作為機床的基礎配套件,其性能直接影響到機床的轉速、回轉精度、剛性、抗顫振動切削性能、噪聲、溫升及熱變形等,進而影響到加工零件的精度、表面質量等。因此,高性能的機床必須配用高性能的軸承。

精密機床的軸承該如何選擇

主軸系統的旋轉精度是指機床處于空載手動或機動低速旋轉情況下,在主軸前端基準面上測量的徑向跳動、斷面跳動和軸向竄動的精度。

主軸系統的精度主要受以下因素影響

軸承套圈的溝道徑向跳動,將對應使主軸系統主軸軸線產生徑向跳動,從而將這些誤差部分的復映在被加工表面上。

軸承滾動體直徑不一致和形狀誤差將會使得主軸產生有規律的誤差。

溝道對端面的側擺將引起主軸的軸向竄動,主軸的軸向竄動對精密磨床,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,噪聲也會大幅度提高。

軸承安裝工作面的尺寸和形位誤差將使軸承滾道產生相應的變形,使軸承內外圈傾斜,使得軸承在各個方向的剛度不一致,從而會降低主軸系統的旋轉精度。調整間隙的螺母、隔套、墊圈端面均需要研磨加工,且與軸系回轉軸線的垂直度要和所安裝的軸承精度相對應,否則會降低軸承的工作精度。

二、精密機床主軸潤滑和密封

前面我們提到過潤滑劑是軸承配置的重要一部份,采用不同的潤滑方式,軸承的極限轉速的數據是不同的。潤滑劑要按照設計要求及時補充(高速精密主軸系統潤滑脂填充量一般為軸承空間的10%~20%),合理的添加潤滑劑,可以減少軸系的摩擦和磨損,延長軸承的疲勞壽命,同時可以排出軸承系統的摩擦熱并起到冷卻軸承系統的作用;除了潤滑脂之外,軸承系統的潤滑還有液體油潤滑、油霧潤滑和油氣潤滑等方式,油氣潤滑在國外高速主軸系統當中已經普遍采用,油氣潤滑省油,無污染,并且能夠顯著提高主軸系統的DN值,并能夠智能控制軸系對潤滑劑的要求補給量。

精密機床的軸承該如何選擇

主軸結構的設計,潤滑和密封一定要根據不同情況采用不同的形式。密封磨損了要及時更換,密封唇與旋轉體接觸處超過15m/s就要采用非接觸式密封結構,高速精密機床大多采用迷宮式密封,并需要在適當位置設計甩油溝槽,因為接觸式密封不僅會使密封接觸處產生摩擦損失和過熱,而且會對軸承系統旋轉精度產生影響。

三、滾珠絲杠作為精密、高效、靈敏的傳動元件,除了應采用高精度的絲杠、螺母和滾珠外,還應注意選用軸向剛度高、摩擦力矩小、運轉精度高的軸承。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,精度等級也是以P4及其以上級為主。



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