数控机床主轴与轴承特点有哪些

    数控机床主轴与轴承特点有哪些。近年来，数控铣床机床主轴的性能进一步向高转速、高精度、高刚度方向发展。在满足这些要求的同时，还必须有利于环境保护并重视全球变暖等环保问题。 

    设计的特别之处，余炯先生：NSK的轴承设计以摩擦学为核心，依靠摩擦学的四大核心技术(解析技术、评价技术、润滑技术以及材料技术)。对于机床主轴轴承的设计更是如此，首先，NSK利用其技术开发出了长寿命、高性能的轴承材料。其次，对于滚动体的设计，我们开发了在高速和超高速的环境下，各方面性能优越的陶瓷材料，有效地实现了金属滚动体所达不到的超高速、超高精度的旋转要求，赢得了广大用户的好评。另外，NSK开发设计了独特结构形状的滚动体引导的树脂保持架，具有润滑脂磨合时间短，温升稳定，低摩擦低噪声，特别是在脂润滑的条件下能发挥更好的效果，而对于与精密圆柱滚子轴承，更是超高性能的PPS和 PEEK树脂材料，具有更优越的高速性和耐热性。 
    陈士玮先生：数控铣床主轴轴承的径向跳动、端面跳动、滚动体直径不一致等形位误差会严重影响主轴系统及其加工件的精度，因此用于精密机床主轴上的轴承精度为P5及其以上级，而对于数控机床、加工中心等高速、高精密机床的主轴支承，则需选用P4及其以上级超精密轴承。 
    主轴轴承的高速也特别重要，特别是为了满足加工速度不断提升的要求，包括电主轴在内的高速主轴的开发和不断改进，对主轴轴承的高速的要求越来越高。如果轴承的高速不好，主轴系统的温升会很严重，甚至会烧死失效。 
    叶军先生：作为关键基础件，机床主轴轴承是机床加工精度指标保证的基石。随着现代机床向高精、高速、高可靠性方向发展，对主轴轴承提出了更高的要求。如在传统机械或一般机械中，转速主要在几百转到几千转/分钟，而现代高速加工机床，主轴速度要求达到几万转到十几万转/分钟。在轴承行业内，用dmN值表示高速性能，它是直径与转速的乘积，机床主轴的指标一般在200万以内，最高的达400万，要求非常高。因此，对轴承的设计提出了的要求，以角接触球轴承为例，从材料的选择、结构的设计、引导方式、润滑方式设计、沟曲率系数选择等方面都需要针对主轴的要求进行分析、研究。 
    对于材料的研究，叶军先生：由于机床主轴轴承高精度、高速、高可靠性要求，在材料上有一些特殊要求，套圈材料多选用优质精炼钢，国外有特殊专用钢。保持架材料有铜、塑料、专用自润滑材料。滚动体有轴承钢、陶瓷材料。 
    作为一种材料，陶瓷材料在滚动轴承中的开辟了轴承材料的天地。陶瓷材料的突破了传统钢轴承的许多极限，如高速性、耐磨性、绝缘性、耐温性。常用的氮化硅陶瓷比重仅仅是钢的1/3多，因此在高速下引起的滚动体对套圈的大大降低，同尺寸的轴承极限转速大幅提升;氮化硅陶瓷的硬度达 1500HV，是轴承钢的一倍，耐高温达1200℃是轴承钢的6倍，这些无疑扩展了传统钢制轴承的使用范围。因此，可以说，陶瓷材料的是滚动轴承材料的一次革命，陶瓷材料轴承是面向21世纪的最具发展前景材料轴承。陈士玮先生：对于一般的机床主轴，主轴轴承的材料没有特殊的要求。 
    但伴随着数控机床主轴向高速化发展，主轴轴承的运转速度要求越来越高，其对材料的要求也越来越高。目前，陶瓷材料(主要指Si3N4工程陶瓷)已成为制造高速精密轴承的理想材料。与轴承钢相比，陶瓷材料具有下列优势：1)密度小。可实现轴承的轻量化和高速化。2)刚性高。受力后的弹性变形小，相对载荷的刚性高，大约可提高刚度 15%～20%，从而减轻了机床的振动。3)热膨胀系数小。陶瓷轴承随温度变化的尺寸变化量小，且产生的热预载较低，从而避免了过多的热量聚集成疲劳剥落失效。4)摩擦系数小。工作时产生的热量较小，大大降低了混合轴承中材料和润滑剂的力。 
    陶瓷轴承已得到越来越广泛的，不过由于陶瓷材料的难加工性，精密陶瓷轴承多为滚动体是陶瓷、内外套圈仍由轴承钢制造的混合陶瓷球轴承。余炯先生：伴随着数控机床主轴向高速化发展，对主轴轴承提出了高速、高刚度、低温升、长寿命的要求。而陶瓷材料(主要指Si3N4工程陶瓷)因具有密度小、弹性模量高、热膨胀系数小、耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良性能，从而成为制造高速精密轴承的理想材料。

附件下载