一、立式加工中心主軸軸承的類型
立式加工中心主軸帶著*或夾具在支承件中作回轉運動,需要傳遞切削扭矩,承受切削抗力,并保證必要的旋轉精度。數(shù)控機床主軸支承根據(jù)主軸部件的轉速、承載能力及回轉精度等要求的不同而采用不同種類的軸承。主軸軸承是主軸組件的重要組成部分,它的類型、結構、配置、精度、安裝、調整、潤滑和冷卻都直接影響了主軸組件的工作性能。在數(shù)控機床上主軸軸承常用的有滾動軸承和滑動軸承。
1、滾動軸承
摩擦阻力小,可以預緊,潤滑維護簡單,能在一定的轉速范圍和載荷變動范圍下穩(wěn)定地工作。滾動軸承由專業(yè)化工廠生產(chǎn),選購維修方便,在數(shù)控機床上被廣泛采用。但與滑動軸承相比,滾動軸承的噪聲大,滾動體數(shù)目有限,剛度是變化的,抗振性略差并且對轉速有很大的限制。數(shù)控機床主軸組件在可能條件下,盡量使用了滾動軸承,特別是大多數(shù)立式主軸和主軸裝在套筒內能夠作軸向移動的主軸。這時滾動軸承可以用潤滑脂潤滑以避免漏油。
2、滾子軸承
為了適應主軸高速發(fā)展的要求,滾珠軸承的滾珠可采用陶瓷滾珠。陶瓷滾珠軸承由于陶瓷材料的質量輕,熱膨脹系散小,耐高溫,所以具有離心小、動摩擦力小、預緊力穩(wěn)定、彈性變形小、剛度高的特點。但由于成本較高,在數(shù)控機床上還未普及使用。
立式加工中心主軸支承根據(jù)主軸部件的轉速、承載能力及回轉精度等要求的不同而采用不同種類的軸承。機床主軸軸承發(fā)展,經(jīng)歷了滾、陶、氣浮、磁浮等階段。滾動軸承發(fā)展到陶瓷軸承,即鋼球改為陶瓷球,滾道加TiN或CrNi金屬。由于陶瓷球具有高剛度、高硬度、低密度以及低熱脹和低導熱系數(shù)等特點,同時所用油脂為一次性,終身潤滑,大大地提高了滾動軸承的性能,所以被廣泛采用。
目前,一般中小規(guī)格的數(shù)控機床(如車床、銑床、鉆鏜床、加工中心、磨床等)的主軸部件多采用成組高精度滾動軸承重型數(shù)控機床采用液體靜承,高精度數(shù)控機床(如坐標磨床)采用氣體靜承,轉速達2~10×104r/min的主軸則可采用磁力軸承或氮化硅材料的陶瓷滾珠軸承。數(shù)控機床的轉速高,為減少主軸的發(fā)熱,必須改善軸承的潤滑方式。在數(shù)控機床上的潤滑一般采用油脂封入方式潤滑,每加一次油脂可使用10~7年。
二、立式加工中心主軸軸承的配置
根據(jù)主軸部件的工作精度、剛度、溫升和結構的復雜程度,合理配置軸承,可以提高主傳動系統(tǒng)的精度。采用滾動軸承支承,有許多不同的配置形式,艾格瑪機電目前數(shù)控機床主軸軸承的配置主要有以下幾種形式:
1、前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60º角接觸球軸承組合,承受徑向載荷和軸向載荷,后支承采用成對角接觸球軸承,該配置可滿足強力切削的要求,普遍應用于各類數(shù)控機機床。
2、前軸承采用角接觸球軸承,由3~2個軸承組成一套,背靠背安裝,承受徑向載荷和軸向載荷,后支承采用雙列短圓柱滾子軸承,這種配置適用于高速、重載的主軸部件。
3、前后支承均采用成對角接觸球軸承,以承受徑向載荷和軸向載荷,角接觸球軸承具有較好的高速性能,主軸zui高轉速可達min/4000r,但這種軸承的承載能力小,因而這種配置適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機床主軸。
4、前支撐采用雙列圓錐滾子軸承,承受徑向載荷和軸向載荷,后支承采用單列圓錐滾子軸承,這種配置徑向和軸向的剛度高,可承受重載荷,尤其能承受較強的動載荷,安裝與調整性能好,但主軸轉速和精度的提高受到限制,因此適用于中等精度,低速與重載荷的數(shù)控機床主軸。