機(jī)床主軸核心部件——主軸軸承的選型指南

主軸作為機(jī)床的關(guān)鍵部件，其性能會直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度、轉(zhuǎn)速、剛性、溫升及噪音等參數(shù)，進(jìn)而會影響工件的加工質(zhì)量，例如零件的尺寸精度，表面粗糙度等指標(biāo)。因此，為了保持的機(jī)床加工能力，需要配用高性能的軸承。用于機(jī)床主軸上的軸承精度應(yīng)為ISO P5或以上（P5 或P4 是ISO的精度等，通常從低到高為P0, P6, P5, P4, P2），而對于數(shù)控機(jī)床、加工中心等高速、高精密機(jī)床的主軸支承，則需選用ISO P4或以上的精度；在主軸軸承的選型指南中說明主軸軸承包括角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、深溝球軸承等類型。

  一、精密角接觸球軸承

  
  在上述的幾種軸承中，以精密角接觸球軸承的使用為廣泛。我們都知道角接觸球軸承的滾動體是球；因?yàn)樗欠N點(diǎn)接觸 （區(qū)別于滾子軸承的線接觸），所以它能提供更高的轉(zhuǎn)速、更小的發(fā)熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在些高速的主軸應(yīng)用場合，還會采用陶瓷球的混合型軸承。與傳統(tǒng)的淬透鋼球相比，陶瓷球材料自身的點(diǎn)賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速、耐高溫、壽命長的點(diǎn)，從而滿足高客戶對機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求。
  
  就角接觸球軸承的接觸角而言，目前比較流行的是15°和25°的接觸角；通常15°的接觸角具有比較高的轉(zhuǎn)速性能，而25°的接觸角具有較高的軸向承載能力。由于預(yù)載的選擇對于精密角接觸球軸承應(yīng)用的影響非常大，例如，在高承載、高剛性的場合，般會選用中型或重型的軸承預(yù)載；而針對些高轉(zhuǎn)速、高精度的應(yīng)用場合，我們在軸承的早期選型中，需要注意選擇合適的預(yù)載，般輕預(yù)載比較常見。預(yù)載般分成輕型、中型、重型三種；為了方便客戶的使用，目前世界上的幾大軸承制造商都普遍提供預(yù)先研磨軸承面而加預(yù)載的軸承，也就是我們通常所說的配對精密角接觸球軸承形式。該類軸承免去了客戶的預(yù)載調(diào)節(jié)，從而節(jié)省了安裝時間。
  

  二、精密圓錐滾子軸承

  
  在些重載且對速度有定要求的機(jī)床應(yīng)用場合中---如鍛件的荒磨、石油管道的車絲機(jī)、重型車床和銑床等，選擇精密圓錐滾子軸承是種比較理想的方案。由于圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計(jì)，因此它能為主軸提供很高的剛性和承載；另外，圓錐滾子軸承是種純滾動的軸承設(shè)計(jì)，它能很好的降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩和發(fā)熱，從而確保主軸的轉(zhuǎn)速和精度。由于圓錐滾子軸承能夠在安裝過程中調(diào)節(jié)軸向預(yù)載（游隙），這能讓客戶在軸承的整個使用周期中更好地優(yōu)化軸承游隙調(diào)節(jié)。
  
  對于圓錐滾子軸承的精度選擇而言，ISO P5的軸承主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的車床和銑床中；如果是加工中心、磨床等應(yīng)用，通常會選擇ISO P4或以上的精密軸承。在主軸設(shè)計(jì)中，比較常見的圓錐滾子軸承布局有兩種。種是前和后各采用個圓錐滾子軸承，并采用面對面的安裝方式；這類設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高且便于安裝和調(diào)節(jié)。二種是采用兩個圓錐滾子軸承面對面安裝作為主軸的前，而后使用個雙外圈、兩個單內(nèi)圈的軸承（TDO）作為浮動使用；由于具有浮動能力，這類設(shè)計(jì)能很好的承受主軸的軸向熱膨脹，且剛度很高，保證了機(jī)床的精度。

  三、精密圓柱滾子軸承

  
  在機(jī)床主軸的應(yīng)用中，雙列精密圓柱滾子軸承也會被使用到，通常與精密角接觸球軸承或推力軸承組合應(yīng)用。此類軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉(zhuǎn)速。軸承中的兩列滾子以交叉方式排列，旋轉(zhuǎn)時波動頻率比單列軸承大幅提高，振幅降低60%~70％。此類軸承通常有兩種形式：NN30、NN30K兩個系列軸承內(nèi)圈帶擋邊，外圈可分離；NNU49、NNU49K兩個系列軸承外圈帶擋邊，內(nèi)圈可分離，其中NN30K和NNU49K系列內(nèi)圈為錐孔（錐度1：12），與主軸的錐形軸頸配合，軸向移動內(nèi)圈，可使內(nèi)圈脹大，這樣軸承游隙可以被減小甚至預(yù)緊軸承（負(fù)游隙狀態(tài)）。圓柱孔軸承通常采用熱裝，利用過盈配合減小軸承游隙，或者預(yù)緊軸承。對內(nèi)圈可分離的NNU49系列軸承，般在內(nèi)圈裝上主軸后再對滾道精加工，以提高主軸旋轉(zhuǎn)精度。
  

  四、精密深溝球軸承

  
  在機(jī)床主軸的應(yīng)用中，精密深溝球軸承也會被使用到。該類軸承一般只用來承受徑向載荷，由于游隙不可調(diào)，所以常用于精度要求不高、不需預(yù)緊的場合，如普通鉆床主軸等。角接觸球軸承通常是配對使用，對空間占用較大，而深溝球軸承可以通過預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)一個小角度的角接觸，預(yù)緊了的軸承可以同時消除軸向與徑向的游隙，成倍提高主軸精度甚至可以通過運(yùn)轉(zhuǎn)受災(zāi)載后進(jìn)一步提高軸承精度。并且主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時的噪音也改善很多。所以精密深溝球軸承也可以做普通鉆床的主軸軸承。

附表二：軸承精度等級表

  上述主軸軸承的選型指南中為大家詳細(xì)介紹了幾種主軸軸承的適用類型，包括兩個附表中展示的對主軸軸承性能比較及軸承精度等級表的數(shù)據(jù)希望對大家挑選主軸軸承有幫助。此外大家如果在挑選主軸軸承過程中有其他問題也可以來電咨詢我們洛陽匯普軸承有限公司，我們將竭誠為您服務(wù)。