主軸作為機(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、溫升及噪音等參數(shù),進(jìn)而會影響工件的加工質(zhì)量,例如零件的尺寸精度,表面粗糙度等指標(biāo)。因此,為了保持優(yōu)秀的機(jī)床加工能力,必須配用高性能的軸承。用于機(jī)床主軸上的軸承精度應(yīng)為ISO P5或以上(P5 或P4 是ISO的精度等級,通常從低到高為P0, P6, P5, P4, P2),而對于數(shù)控機(jī)床、加工中心等高速、高精密機(jī)床的主軸支承,則需選用ISO P4或以上的精度;主軸軸承包括角接觸球軸承、圓錐滾子軸承,以及圓柱滾子軸承等類型。
機(jī)床主軸常用軸承
精密角接觸球軸承:
在上述的幾種軸承中,以精密角接觸球軸承的使用最為廣泛。我們都知道角接觸球軸承的滾動體是球;因?yàn)樗且环N點(diǎn)接觸 (區(qū)別于滾子軸承的線接觸),所以它能提供更高的轉(zhuǎn)速、更小的發(fā)熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在一些超高速的主軸應(yīng)用場合,還會采用陶瓷球(一般為Si3N4或者是Al2O3)的混合型軸承。與傳統(tǒng)的全淬透鋼球相比,陶瓷球材料自身的特點(diǎn)賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長的特點(diǎn),從而滿足高端客戶對機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求。
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,而25?的接觸角具有較高的軸向承載能力。由于預(yù)載的選擇對于精密角接觸球軸承應(yīng)用的影響非常大,例如,在高承載、高剛性的場合,一般會選用中型或重型的軸承預(yù)載;而針對一些高轉(zhuǎn)速、高精度的應(yīng)用場合,我們在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預(yù)載,一般輕預(yù)載比較常見。預(yù)載一般分成輕型、中型、重型三種;為了方便客戶的使用,目前世界上的幾大軸承制造商都普遍提供預(yù)先研磨軸承端面而加預(yù)載的軸承,也就是我們通常所說的萬能配對精密角接觸球軸承形式。該類軸承免去了客戶的預(yù)載調(diào)節(jié),從而節(jié)省了安裝時間。
精密圓錐滾子軸承:
在一些重載且對速度有一定要求的機(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,選擇精密圓錐滾子軸承是一種比較理想的方案。由于圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計,因此它能為主軸提供很高的剛性和承載;另外,圓錐滾子軸承是一種純滾動的軸承設(shè)計,它能很好的降低軸承運(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)。
此外,在一些內(nèi)圈擋邊線速度大于30米/秒的高速應(yīng)用中,某些特殊設(shè)計的圓錐滾子軸承也能滿足要求,如TSMA軸承或Hydra-Rib液力浮動擋邊軸承。TSMA軸承的擋邊有多個軸向方向的潤滑油孔,可采用循環(huán)油潤滑或油霧潤滑,離心力可將油分布到滾子與擋邊接觸區(qū),從而能更充分地潤滑軸承,提高軸承轉(zhuǎn)速。而Hydra-Rib液力浮動擋邊軸承是專為優(yōu)化主軸系統(tǒng)的預(yù)載而設(shè)計,軸承有可浮動的擋邊,與滾子大端接觸,不像常見的軸承有固定內(nèi)圈擋邊;且該浮動擋邊由“壓力”系統(tǒng)定位,這樣就能保證軸承在各個工況條件下都能發(fā)揮最優(yōu)異的性能, 并且已經(jīng)成功的在國內(nèi)客戶中使用。
對于圓錐滾子軸承的精度選擇而言,ISO P5級的軸承主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的車床和銑床中;如果是加工中心、磨床等應(yīng)用,通常會選擇ISO P4或以上的精密軸承。在主軸設(shè)計中,比較常見的圓錐滾子軸承布局有兩種。第一種是前端和后端各采用一個圓錐滾子軸承,并采用面對面的安裝方式;這類設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊,剛度高且便于安裝和調(diào)節(jié)。
第二種是采用兩個圓錐滾子軸承面對面安裝作為主軸的前端,而后端使用一個雙外圈、兩個單內(nèi)圈的軸承(TDO)作為浮動端使用;由于具有浮動能力,這類設(shè)計能很好的承受主軸的軸向熱膨脹,且剛度很高,保證了機(jī)床的精度。
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。軸承中的兩列滾子以交叉方式排列,旋轉(zhuǎn)時波動頻率比單列軸承大幅提高,振幅降低60%~70%。此類軸承通常有兩種形式:NN30、NN30K兩個系列軸承內(nèi)圈帶擋邊,外圈可分離;NNU49、NNU49K兩個系列軸承外圈帶擋邊,內(nèi)圈可分離,其中NN30K和NNU49K系列內(nèi)圈為錐孔(錐度1:12),與主軸的錐形軸頸配合,軸向移動內(nèi)圈,可使內(nèi)圈脹大,這樣軸承游隙可以被減小甚至預(yù)緊軸承(負(fù)游隙狀態(tài))。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NNU49系列軸承,一般在內(nèi)圈裝上主軸后再對滾道精加工,以提高主軸旋轉(zhuǎn)精度。
機(jī)床主軸軸承有哪些
機(jī)床主軸常用軸承有五大類:深溝球軸承,角接觸球軸承,雙向推力角接觸球軸承,雙列圓柱滾子軸承,圓錐滾子軸承。
1.深溝球軸承
該類軸承一般只用來承受徑向載荷,由于游隙不可調(diào),所以常用于精度要求不高、不需預(yù)緊的場合,如普通鉆床主軸等。
2.角接觸球軸承
這類軸承可同時承受徑向和軸向載荷,由于在承受徑向載荷時將引起內(nèi)部軸向力,因此應(yīng)對成安裝使用,其配置方式有“背對背”、“面對面”、“串聯(lián)”和“多聯(lián)”等,并通過預(yù)緊可以提高主軸的剛度。這類軸承的接觸角有15°、25°、40°三種,其中接觸角為15°的B7000CY型高精度角接觸球軸承是專門為高速磨床主軸設(shè)計的專用軸承,該軸承除內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計改變外,套圈和滾動體均選用高質(zhì)量的電渣軸承鋼制造。保持架材料為酚醛層壓布管,公差等級有5、4和2級。因此,這類軸承具有高的旋轉(zhuǎn)精度和極限轉(zhuǎn)速,摩擦小,溫升低。
3.雙向推力角接觸球軸承
通常選用230000型雙向推力角接觸球軸承,接觸角為60°,由一個帶潤滑油孔的座圈、兩個軸圈、一個隔圈和兩組鋼球與保持架組件構(gòu)成。選擇合適的隔圈高度可以使軸承裝配后具有所需的預(yù)載荷。
該類軸承可承受雙向軸向載荷,具有良好的剛性,正常潤滑時溫升低,轉(zhuǎn)速高,并且易于裝拆,作為一種新結(jié)構(gòu),目前多用于磨床、車床、鏜床、銑床、鉆床等主軸上,使用中常與雙列圓柱滾子軸承組配。
4.雙列圓柱滾子軸承
這類軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉(zhuǎn)速。軸承中的兩列滾子以交叉方式排列,旋轉(zhuǎn)時波動頻率可比單列軸承提高一倍,振幅降低70%。常用的此類軸承有兩種形式:NN30/W33、NN30K/W33兩個系列軸承內(nèi)圈帶擋邊,外圈可分離;NNU49/W33、NNU49K/W33兩個系列軸承外圈帶擋邊,內(nèi)圈可分離,其中NN30K/W33和NNU49K/W33系列內(nèi)圈為錐孔(錐度1:12),與主軸的錐形軸頸相配合,軸向移動內(nèi)圈,可使內(nèi)圈脹大,以減小軸承游隙甚至預(yù)緊軸承。圓柱孔軸承通常采用熱裝,利用過盈配合減小軸承游隙,或者達(dá)到預(yù)緊的目的。對內(nèi)圈可分離的NNU49系列軸承,一般在內(nèi)圈裝上主軸后再作滾道的精加工,以獲得高的主軸旋轉(zhuǎn)精度。
5.圓錐滾子軸承
可同時承受徑向和軸向載荷,雙列圓錐滾子軸承可承受雙向軸向載荷。因圓錐滾子大端與內(nèi)圈擋邊之間滑動摩擦,其極限轉(zhuǎn)速往往低于同尺寸的圓柱滾子軸承。空心圓錐滾子軸承可用油冷卻滾子,使溫升降低,從而提高了允許的轉(zhuǎn)速。但這種軸承制造工藝復(fù)雜,對機(jī)床潤滑系統(tǒng)的要求也較高,一般只用于有特殊要求的臥式主軸上。
機(jī)床生產(chǎn)廠家top20
機(jī)床是中國戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,是中國國民經(jīng)濟(jì)不可或缺的一部分,與19世紀(jì)后期就步入機(jī)床工業(yè)強(qiáng)國的英國、德國等工業(yè)大國相比,我國的機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)仍有很大的發(fā)展空間。從2010年至今,我國的機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)一只呈穩(wěn)步增長模式,在全國的機(jī)床制造企業(yè)中,華東地區(qū)占據(jù)過半的數(shù)量;從產(chǎn)值來看,我國已經(jīng)居于世界前列,我國的沈陽機(jī)床集團(tuán)和大連機(jī)床集團(tuán)位于世界機(jī)床企業(yè)前十五強(qiáng);從類型來看,我國的機(jī)床制造產(chǎn)業(yè)主要研發(fā)和制造中低檔機(jī)床,高檔機(jī)床市場始終是國外企業(yè)領(lǐng)先。
下面我們來看看中國機(jī)床生產(chǎn)廠家top20,榜單主要是從產(chǎn)品設(shè)計、設(shè)備制造、維修服務(wù)三個方面為主營業(yè)務(wù)的企業(yè)。
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