nb88新博线上娱乐:高速加工對機床主軸軸承結構優化的要求

2018-05-12 12:50:50 admin 7

e世博线上娱乐代理 www.ozosej.com.cn 高速軸承20 世紀90 年代興起的超高速加工,比一般加工有更高的轉速、更快的進給速度,可提高生產效率,降低加工成本,改善表面加工質量,故需實現機床主軸的高速化和高效率化?;倉髦岜懷譜骰駁摹靶腦唷?,高速機床采用電動機與主軸融合在一起的電主軸,是一種直接依賴于高速軸承、電動機、精密數控與精密制造等技術的高度機電一體化的功能單元,由于省去了中間傳動環節,其轉速一般可達到每分鐘幾萬甚至十幾萬轉。

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電主軸內部的支承核心——主軸軸承,承受較大的徑向和軸向載荷,需具有較高的回轉精度和較低的溫升,盡可能高的徑向和軸向剛度,較長的、保持精度的使用壽命。因此,主軸軸承的性能對電主軸的使用功能極為重要。目前在高速主軸單元中采用較多的支承軸承是角接觸球軸承。

角接觸球軸承因制造精度高、極限轉速高、承載能力強,能同時承受徑向和一個方向的軸向載荷,在高速機床主軸的支承中被廣泛地應用,主軸用滾動軸承技術主要有滾動軸承的結構優化、預緊和配置形式、材料技術、保持架研究和潤滑技術等。

主軸用滾動軸承結構優化的期望目標之一是提高其高速性能。對于軸承的優化設計,首先要確定其目標函數,如軸承中球的旋滾比、剛度、接觸應力及額定動載荷等,優化的變量有溝曲率系數、球組節圓直徑、球徑、球數等,根據重要程度對目標函數和優化變量進行優先排序,然后再設計內、外套圈及保持架的結構,實現既提高軸承的極限轉速又能使溫升盡可能低的高速性能。軸承的極限轉速是軸承在一定工作條件下,達到所能承受的最高熱平衡溫度時的轉速極限值。主軸軸承的極限轉速與軸承的接觸角、公差等級、工作狀態、潤滑方式、組配形式、預載荷以及材料種類等多種因素有關,同時還與工作環境的熱載荷有關。由于滾動軸承的轉速主要受軸承內部摩擦發熱而引起的溫升限制,當轉速超過某一界限值后,軸承內部會因溫度不斷升高而發生熱粘著,以致不能繼續使用。電主軸也易受周圍環境變化的影響( 如電動機發熱、對軸套的冷卻) ,尤其是在轉速急劇變化過程中,這些變化使軸承處于嚴重的熱載荷下,很容易引起軸承卡死,因此,要采取措施降低軸承對外部熱載荷的敏感度。

具有良好高速性能的精密角接觸球軸承是高速主軸常選用的軸承。角接觸球軸承在工作時作用力與軸承徑向面有一接觸角,一般為15°,25°或40°,接觸角越大,則軸向承載能力越大; 接觸角越小,則越有利于高速旋轉,通常采用15°和25°。接觸角為25°的主軸軸承,其極限轉速約為同結構15°接觸角軸承的90%。另外,角接觸球軸承內、外圈擋邊的一面有一斜坡鎖口,是為了裝入比深溝球軸承更多的鋼球?;倉髦峋苤岢諧S玫墓畹燃隊?,SP,4,4A,UP,2 和2A 級[4]。軸承的游隙、溝曲率系數、擋邊形狀等都要做適于高速性能的優化結構設計。

美國優異進口軸承公司開發了H70,H719,H718 系列高速主軸軸承,將球徑縮小了30%,并增加了球數,制造的空心鋼球可減小離心力和陀螺力矩。為減小外圈所受應力,外溝通使用“拱形”,在高速旋轉時,球與外圈兩點接觸,因應力分散而提高軸承壽命。

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