精密机床主轴轴承的选型方法。
精密机床主轴轴承的选型方法。
- 2020/10/6 15:26:13
滚动轴承在机床上的使用主要用于下列三个部位：主轴、滚珠丝杠和一般传动轴。
一，精密机床主轴系统的旋转精度
滚动轴承用于精密机床主轴上的轴承精度应为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，应选用P4及其以上级超精密轴承。主轴轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量等。因此，高性能的机床必须配用高性能的轴承。
主轴系统的旋转精度是指机床处于空载手动或机动低速旋转情况下，在主轴前端基准面上测量的径向跳动、断面跳动和轴向窜动的精度。
主轴系统的精度主要受以下因素影响：
1）轴承套圈的沟道径向跳动，将对应使主轴系统主轴轴线产生径向跳动，从而将这些误差部分的复映在被加工表面上。
2）轴承滚动体直径不一致和形状误差将会使得主轴产生有规律的误差。
3）沟道对端面的侧摆将引起主轴的轴向窜动，主轴的轴向窜动对精密磨床，特别是轴承磨床影响尤其显着，假如工艺上采用支沟磨沟的方式，将使得废品率大幅度提升，噪声也会大幅度提高。
4）轴承安装工作面的尺寸和形位误差将使轴承滚道产生相应的变形，使轴承内外圈倾斜，使得轴承在各个方向的刚度不一致，从而会降低主轴系统的旋转精度。调整间隙的螺母、隔套、垫圈端面均需要研磨加工，且与轴系回转轴线的垂直度要和所安装的轴承精度相对应，否则会降低轴承的工作精度。
二，精密机床主轴润滑和密封
前面我们提到过润滑剂是轴承配置的重要一部分，采用不同的润滑方式，轴承的极限转速的数据是不同的。润滑剂要按照设计要求及时补充（高速精密主轴系统润滑脂填充量一般为轴承空间的10%~20%），合理的添加润滑剂，可以减少轴系的摩擦和磨损，延长轴承的疲劳寿命，同时可以排出轴承系统的摩擦热并起到冷却轴承系统的作用；除了润滑脂之外，轴承系统的润滑还有液体油润滑、油雾润滑和油气润滑等方式，油气润滑在国外高速主轴系统当中已经普遍采用，油气润滑省油，无污染，并且能够显著提高主轴系统的DN值，并能够智能控制轴系对润滑剂的要求补给量。
主轴结构的设计，润滑和密封一定要根据不同情况采用不同的形式。密封磨损了要及时更换，密封唇与旋转体接触处超过15m/s就要采用非接触式密封结构，高速精密机床大多采用迷宫式密封，并需要在适当位置设计甩油沟槽，因为接触式密封不仅会使密封接触处产生摩擦损失和过热，而且会对轴承系统旋转精度产生影响。
三，滚珠丝杠作为精密、高效、灵敏的传动元件，除了应采用高精度的丝杠、螺母和滚珠外，还应注意选用轴向刚度高、摩擦力矩小、运转精度高的轴承。滚珠丝杠支承过去常用双向推力角接触球轴承、圆锥滚子轴承、滚针和推力滚子组合轴承、深沟球轴承和推力球轴承等。目前，滚珠丝杠支承采用最多的是60°接触角的单列推力角接触球轴承，而且，精度等级也是以P4及其以上级为主。
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