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机床精密角接触球轴承的质量如何保证

时间:2019-06-21 17:38   作者:速优轴承 点击:

目前,中国机床行业正在朝着“高速、复合、精密、智能和环保”五个方面发展,各项新技术、新材料、新工艺将得到广泛应用。机床轴承我国轴承工业飞速发展,轴承品种由少到多,产品质量和技术水平从低到高,行业规模从小到大,已经形成了产品门类基本齐全、生产布局较为合理的专业生产体系。市场对大规格、大尺寸、大吨位数控机床的需求增多。具有高精度、高速度、高效率等特点的机床产品将会特别受到市场的青睐。

众所周知,主轴轴承的精度、质量是影响主轴性能的关键因素。对于如何定义一个精密轴承的精度等级,ISO/ABEC(ABEC为美国轴承制造协会所属的环形轴承工程委员会)仅定义了内外圈的宽度公差、圆度、垂直度、锥度、轴向跳动和径向跳动。而要想使得机床主轴能实现高精度、高速度、高刚度和振动低发热小的要求,则需要对轴承本身更多的参数进行控制。

精密角接触球轴承为客户增加了ISO/ABEC所没有定义的参数,其中包括预载公差、功能试验、可追溯性和微米代码、清洁度、滚道曲率、滚珠等级和圆度、表面加工(功能和非功能表面)、钢材规格、保持架配平和设计以及安装倒角等。对这些参数的定义提高了精密角接触球轴承产品的质量,从而提高了机床主轴的性能。

在出厂之前,超精密角接触球轴承都要经过的功能试验,通过数字振动滤波分析对超精密角接触球轴承进行试验检测,确保轴承品质和应用性能。所有试验结果是可追溯的。

清洁度

清洁度对于精密轴承产品而言至关重要,超精密轴承部件一般都要用多级溶剂清洗3h,从而避免杂质混入轴承,防止固有的污染源。另外,还要磨削轴承的非工作性表面,保证轴承在出厂前无杂质。因而,生产的轴承产品可以增加机床正常运转时间。

同时,在生产的过程中,技术人员还控制滚道的曲率和均匀性以及钢球的等级,减少了振动,进而减少了发热量。

保持架

保持架对于机床轴承很关键,保持架的性能会影响机床轴承在高速旋转下的稳定性。生产的标准保持架采用酚醛树脂材料,内部设计和兜孔间隙的公差紧并控制引导表面,保证保持架在高速运转、润滑及动载时稳定性的。

精密角接触球轴承主要有两种结构设计方式:高刚性的WI系列和高转速的HX系列满足不同应用的要求。基本、开放式轴承设计具有更高的主轴速度和更大的动态径向刚度,因此主轴可以在更短的时间内切削更多的材料,同时保证优异的成品公差。这些改良归功于独特的滚珠体与精密工程设计滚道轮廓的结合,并以此进一步提升加工效率。

超精密主轴轴承选取注意事项

超精密机床主轴轴承多选用NSK轴承,主要包括三类:精密角接触球轴承、精密圆锥滚子轴承、精密圆柱滚子轴承。主轴轴承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、温升及噪声等参数,进而影响工件的加工质量。因此,严格主轴轴承的选取标准是非常有必要的。在选取精密轴承配件时,注意事项主要包括:轴承精度级别、轴承转速、轴承受力等方面考虑。

针对以上提到的三大类主轴轴承,作出详细的选取注意事项分析。

1。精密角接触球轴承:角接触球轴承的滚动体是球,因为轴承是一种点接触,所以能提供更高的转速、更小的发热量和更高的旋转精度。在一些超高速的主轴应用场合,还会采用陶瓷球的混合型轴承。与传统的全淬透钢球比,陶瓷球材料自身的特点赋予了陶瓷球轴承具有高刚度、高转速、耐高温、寿命长的特点,从而满足高端客户对机床轴承产品的需求。

注意事项:就角接触球轴承的接触角而言,目前比较流行的是 15 和 25 的接触角。通常15的接触角具有比较高的转速性能,25的接触角具有较高的轴向承载能力;预载的选择对于精密角接触球轴承应用的影响非常大,如在高承载、高刚性的场合,一般会选用中型或重型的轴承预载。而针对一些高转速、高精度的应用场合,在轴承的早期选型中,需要注意选择合适的预载;角接触球轴承精度,常见选型为P4级别,因为P4精度级别,相对较高,且在后期轴承更换维护中,P4级别型号便于购买,不易出现断货现象。

2。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,因此它能为主轴提供很高的刚性和承载;另外,圆锥滚子轴承是一种纯滚动的轴承设计,它能很好地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。

注意事项:轴承选取时,应关注轴承外表的粗糙程度,特别是保持架。圆锥滚子轴承保持架的引导非常关键,运转精度主要看保持架和滚动体的粗糙程度、光洁程度。

3。精密圆柱滚子轴承:在机床主轴的应用中,双列精密圆柱滚子轴承也会被使用到,通常与精密角接触球轴承或推力轴承组合应用。此类轴承能承受较大的径向载荷并允许有较高的转速。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。对内圈可分离的轴承,一般在内圈装上主轴后再
对滚道精加工,以提高主轴旋转精度。主轴轴承是由实心内圈、外圈、球、以及带有实心窗口保持架的保持架组件构成的单列角接触球轴承。它们不可拆除。这些轴承可以是开口的,也有密封的。



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