主轴作为机床的关键部件,其性能会直接影响到机床的旋转精度、转速、刚性、温升及噪音等参数,进而会影响工件的加工质量,例如零件的尺寸精度,表面粗糙度等指标。因此,为了保持的机床加工能力,必须配用高性能的轴承。
1、精密圆锥滚子轴承
在一些重载且对速度有一定要求的机床应用场合中,如锻件的荒磨、石油管道的车丝机、重型车床和铣床等,选择精密圆锥滚子轴承是一种比较理想的方案。由于圆锥滚子轴承的滚子是线接触的设计,它能为主轴提供很高的刚性和承载;圆锥滚子轴承是一种纯滚动的轴承设计,它能很好的降低轴承运转扭矩和发热,从而确保主轴的转速和精度。由于圆锥滚子轴承能够在安装过程中调节轴向预载(游隙),这能让客户在轴承的整个使用周期中更好地优化轴承游隙调节。
对于圆锥滚子轴承的精度选择而言,ISO P5级的轴承主要应用在传统的车床和铣床中;如果是加工中心、磨床等应用,通常会选择ISO P4或以上的精密轴承。在主轴设计中,比较常见的圆锥滚子轴承布局有两种。第一种采用的是前端和后端各采用一个圆锥滚子轴承,并采用面对面的安装方式;这类设计结构紧凑,刚度高且便于安装和调节。第二种采用的是两个圆锥滚子轴承面对面安装作为主轴的前端,而后端使用一个双外圈、两个单内圈的轴承作为浮动端使用;由于具有浮动能力,这类设计能很好的承受主轴的轴向热膨胀,且刚度很高,保证了机床的精度。
2、精密圆柱滚子轴承
在机床主轴中,双列精密圆柱滚子轴承也会使用,通常与精密角接触球轴承或推力轴承组合应用。该类轴承能承受较大的径向载荷并允许有较高的转速。轴承中的两列滚子以交叉方式排列,旋转时波动频率比单列轴承大幅提高,振幅降低60%~70%。此类轴承通常有两种形式:NN30、NN30K两个系列轴承内圈带挡边,外圈可分离;NNU49、NNU49K两个系列轴承外圈带挡边,内圈可分离,其中NN30K和NNU49K系列内圈为锥孔(锥度 1:12),与主轴的锥形轴颈配合,轴向移动内圈,可使内圈胀大,这样轴承游隙可以被减小甚至预紧轴承(负游隙状态)。圆柱孔轴承通常采用热装,利用过盈配合减小轴承游隙,或者预紧轴承。
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