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轴承质量关系到数控车方机床的性能

发布日期:2015-08-25 |
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       高精度、高速度、高效率的轴承是数控车方机床进行高效加工的关键。

       目前,中国机床行业正在朝着“高速、复合、精密、智能 和环保”五个方面发展,各项新技术、新材料、新工艺将得到广泛应用。市场对大规格、大尺寸、大吨位数控机床的需求增多;客户普遍要求数控机床能够具备复合化、柔性化和多轴联动等功能。更为重要的是,具有高精度、高速度、高效率等特点的机床产品将会特别受到市场的青睐。

       众所周知,主轴轴承的精度、质量是影响主轴性能的关键因素。对于如何定义一个精密轴承的精度等级,ISO/ABEC(ABEC为美国轴承制造协会所属的环形轴承工程委员会) 仅定义了内外圈的宽度公差、圆度、垂直度、锥度、轴向跳动和径向跳动。而要想使得机床主轴能实现高精度、高速度、高刚度和振动低发热小的要求,则需要对轴 承本身更多的参数进行控制。

       精密角接触球轴承为客户增加了ISO/ABEC所没有定义的参数,其中包括预载公差、功能试验、可追溯 性和微米代码、清洁度、滚道曲率、滚珠等级和圆度、表面加工(功能和非功能表面)、钢材规格、保持架配平和设计以及安装倒角等。对这些参数的定义提高了精 密角接触球轴承产品的质量,从而提高了机床主轴的性能。

       例如,TimkenFafnir超精密角接触轴承的预载偏差量在±2μm。 然而,业内同类产品的该公差则可高达±8μm,这将导致一个名义预载为560N的轴承实际预载可在178~980N之间。而对于内径40mm的滚珠丝杠支 撑轴承来说,过大的预载偏差量公差在±8μm可导致预载在±35%之间变化。由此,避免了由于轴承制造商预载偏差量大而导致的滚动体打滑、发热以及系统卸 载而引起的轴承损坏,从而提高了机床正常运转的时间。

       在出厂之前,超精密角接触球轴承都要经过百分之百的功能试验,通过数字振动滤波分析对超精密角接触球轴承进行试验检测,确保轴承品质和应用性能。所有试验结果是可追溯的。

       清洁度(Cleanliness)

       清洁度对于精密轴承产品而言至关重要,如Fafnir超精密轴承部件一般都要用多级溶剂清洗3h,从而避免杂质混入轴承,防止固有的污染源。另外,还要磨削轴承的非工作性表面,保证轴承在出厂前无杂质。因而,生产的轴承产品可以增加机床正常运转时间。

       同时,在生产的过程中,技术人员还控制滚道的曲率和均匀性以及钢球的等级,减少了振动,进而减少了发热量。

       保持架(Cage)

       保持架对于机床轴承很关键,保持架的性能会影响数控车方机床轴承在高速旋转下的稳定性。生产的标准保持架采用酚醛树脂材料,内部设计和兜孔间隙的公差紧并控制引导表面,保证保持架在高速运转、润滑及动载时稳定性的最优。

       生产的精密角接触球轴承都是Fafnir品牌。精密角接触球轴承主要有两种结构设计方式:高刚性的WI系列和高转速的HX系列满足不同应用的要求。基本、开 放式FafnirHX轴承设计具有更高的主轴速度和更大的动态径向刚度,因此主轴可以在更短的时间内切削更多的材料,同时保证优异的成品公差。这些改良归 功于独特的滚珠体与精密工程设计滚道轮廓的完美结合,并以此进一步提升加工效率。


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