工具机主轴用轴承-机能要求与高速化的最新技术
2010-3-3 11:46:55
 
就工具机的加工效率,加工精度而言,基于装置结构设计,以及控制系统的改良,日新月异的不断进步。就这篇文章而言,针对工具机主轴用轴承的机能要求与高速化的最新技术相关加以介绍。
 
1. 工具机的必要机能与主轴用轴承之机能要求
为了让工具机的加工效率,加工精度向上提升,主轴用轴承是追求高速化、高刚性化、高精度化,如图1所示,最近亦被要求能够达到省能源,以及对应作业环境(即对应环保)。
 
(1)高刚性
为了使加工物的精度向上提升,必须提高主轴的刚性值,因此支持主轴的轴承之刚性也必须随之提升。主轴用轴承主要是由俱备轴向(Axial),径向(Radial)这两个方向之刚性,斜角滚珠轴承的组合来加以使用的情形,进而为了能够对应高刚性的要求,施与提高预压负荷,特殊内部设计,预压切换机构等。特别在面对高径向刚性场合时,使用圆筒轴承。
 
(2) 高精度
为了使加工物的精度向上提高,除了前述的刚性之外,主轴的回转精度(偏摆精度)也是十分的重要。为了维持主轴很高的回转精度,支持主轴之轴承回转精度,就非常的重要,通常是使用JIS 4级以上的精度产品,或者非反复偏摆精度NRRO之轴承管理。
 
(3) 对应环保
面对装置的省能源化与作业者的负担减轻,因此轴承的对应环保要求亦很高。就省能源化而言,试图让轴承扭力减低,关于作业环保对应方面,其油润滑是朝着空气、油之供给量减少,减少油雾的飞散量,低噪音化。以往工具机用轴承,以油润滑为主流,最近基于主轴的结构能够简素化,洗净、润滑油等封入作业,变得不需要情况下,被客户要求拥有附加上Sell的斜角滚珠轴承之润滑油来润滑情形。
 
2. 主轴用轴承的高速化技术
工具机制造厂在设计开发上,为了让工具机的加工效率向上提高,以及加工精度向上提高,最常导入的组合方式为主轴的高速化。伴随主轴的高速化,不可欠缺的是追求安定性优异之轴承。
 
(1)轴承高速化的问题
伴随主轴的高速化,轴承存在着如下几项问题:
① 从轴承产生的热。
② 高速回转时,预压过大。
③ 选择最佳润滑方法。
 
(2) 轴承的高速化对应技术
关于前面叙述的问题,列举NTN公司的Ultage系列例子,轴承的高速化对应技术,如下做介绍。如图2所示,为NTN公司的Ultage系列的高速规格轴承之断面图。
 
① 从轴承开始减少发热
就轴承内部来看,伴随回转使得运动体与轨道面之间产生摩擦发热。此外,在高速回转时,轴承的转动体,基于离心力押附于轨道面上,若是回转速度越高,这个发热量就越大。
 
针对压抑发热量之对策而言,若与高速主轴用轴承转动体之标准Type比较时,采用直径1~2 Rank Zise Down比重较小的陶瓷球轴承。基于此、在转动体之作用情况下,能够压抑离心力与降低轴承的发热量。Ultage系列的高速HSE Type与标准70U Type比较时,采用小的转动体。除此之外、高速主轴用轴承,也采用了轨道轮、保持器的最佳设计与耐烧酌性优异的特殊材料,在高速回转时,试图提高信赖性。
 
② 高速回转时,预防预压过大
如图3所示,代表运转时预压量的变化(映像)示意图。在主轴导入的斜角滚珠轴承之内部,一般有施予预压荷重。如图4所示,在定位置预压方式,基于回转时的发热,或者离心力,使得内轮膨胀,轴承的预压量进而向上提升。这时造成预压量过大,以及轨道面与转动体的接触面增大,带给轴承烧损,或者寿命降低的情况。
 
如前面叙述过的Ultage系列,基于发热量的降低,因此压抑了预压值升高,在定位置预压方式的高速回转,能够做到(油气润滑:dmn=220万,油脂润滑dmn=140万)。进而能够对应主轴追求的机能(回转速度、刚性、润滑方式等),选择最佳轴承Type与预估主轴回转时的预压上升,在初期选择Set Axial间隙,能够防止预

下一页
返回列表
返回首页
©2025 首页
Powered by iwms