精密机床主轴型号应如何选择?

Question

精密机床主轴型号应如何选择？

Answer 1

主轴轴承的选择对保证精密机床的工作精度和使用性能起到决定性的作用。不同的配置决定了机床主轴不同的负荷能力、运转速度、刚度、温升和使用寿命,尤其是对刚度和温升的影响更为显著,所以应根据机床工作特性的要求合理地配置主轴轴承。那么精密机床主轴的型号应该如何选择呢？

一、标准轴承

此系列分为P4和P4S级，内外圈及滚动体一般采用52100全淬透钢。与高速系列相比，标准系列的滚动体直径较大、预紧力较高，适用于切削载荷大且系统动态刚性要求高的场合。

二、高速系列的主轴轴承

高速系列通常应用于高转速加工设备，例如高速加工中心、高速铣床，因其能够满足低发热、低运行温度及高刚性的使用要求。这一系列的主要优点是：
第一，滚动体直径减小且数目增多，精密设计的滚道外形，使滚动体与滚道的接触区域减小，摩擦发热减少；
第二，高速运转时小尺寸滚动体所受离心力减小，打滑与自旋现象减弱，接触区域的发热量减少；
第三，内外圈均有高低挡肩，为润滑剂提供了更加开放的通道，可以及时带走运行中产生的热量；
第四，润滑剂对滚动体的剪切影响变小，发热量减少。当转速要求更高时，还可以选择极限转速和动态刚性更高的陶瓷球高速系列，进一步减少运行中的发热量，从而实现更低的运行温度。

三、陶瓷球系列的主轴轴承

此系列滚动体为陶瓷材料。陶瓷的重量比钢材轻60%，降低了滚动体离心力的作用，从而减少了打滑与自旋现象，与滚道之间的发热量也相应减少，轴承寿命延长；同时陶瓷球热膨胀系数低，高速运行温度上升时，比标准系列的钢球预紧力小，发热量小。经过比较，陶瓷球系列的转速约为标准系列的1.5倍，理论运行寿命可高达35倍；当高转速和高承载能力、高刚性同时需要被满足时，应该考虑选用陶瓷球系列，并将加脂量控制在轴承内部自由空间的15%~20%。