數(shù)控機床銑床主軸部件是危及機床加工精度的關(guān)鍵部件，其旋轉(zhuǎn)精度危及產(chǎn)品工件的加工精度;其輸出功率和旋轉(zhuǎn)速度危及生產(chǎn)加工效率;其自動變速、準(zhǔn)停車、換刀等。因此，規(guī)定主軸軸承部件應(yīng)具有高旋轉(zhuǎn)精度、彎曲剛度、抗震性、耐磨性和低溫升高，這與數(shù)控車床的工作特點是一致的。對于結(jié)構(gòu)類型，必須有效解決數(shù)控刀片和鑄件的夾緊、滾動軸承的配置、軸承間隙的調(diào)整和光滑密封等問題。
主軸軸承應(yīng)根據(jù)數(shù)控銑床的規(guī)格和型號，選擇不同的機床主軸軸承的精度。一般來說，小型數(shù)控銑床的主軸部件主要選擇高精度軸承，超重數(shù)控銑床選擇液體靜壓軸承，高精度數(shù)控銑床選擇氣體靜壓軸承，轉(zhuǎn)速比2萬r/min主軸軸承采用磁性滾動軸承或氮化硅陶瓷滾動軸承。
(1)主軸軸承的潤滑。一般選擇推進(jìn)進(jìn)氣系統(tǒng)，以保證主軸軸承具有良好的潤濕性，減少摩擦和熱量，同時能帶來主軸軸承部件的熱量。液壓油泵提供的機油超強潤濕，在汽車油箱中使用溫度控制板來控制液壓油的環(huán)境溫度。目前，許多數(shù)控銑床的主軸軸承都用密封法潤濕主軸軸承。每種植物潤滑脂可使用710年，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低成本，維護(hù)簡單，但必須避免潤滑脂和植物潤滑脂混合，一般采用迷宮密封方法。為了調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速的發(fā)展趨勢，發(fā)展趨勢，開發(fā)并設(shè)計了一種新的潤濕冷卻方法。這種新的潤濕冷卻方法不僅要降低滾動軸承的需要，還要降低滾動軸承內(nèi)外環(huán)的溫差，保證主軸軸承的熱膨脹較小。
1)油氣潤滑方法。這種潤滑方法無限接近油霧潤滑方法。不同之處在于，油氣潤滑按時定量分析，將焊接煙塵送入滾動軸承間隙，既能實現(xiàn)油霧潤滑，又不會造成過多的焊接煙塵，污染周圍氣體;油霧潤滑是連續(xù)提供焊接煙塵。
2)注射潤滑方法。這是一種總流量過大的溫度控制油(每個滾動軸承34)L/min)注入機床主軸軸承，達(dá)到潤濕制冷的目的。必須強調(diào)的是，總流量相對較大的油當(dāng)然不會流回，而是用汽油泵強制排油。同時選用專用型高精度大空間溫控油箱，溫度變化控制在±0.5℃。
(2)防漏對策。在液壓密封件中，密封材料通常通過滲漏、滲透或傳播的方式泄漏到密封連接處。泄漏的基本原因是液體從突出表面的間隙溢出，或由于密封部件內(nèi)外密封材料的壓差或濃度差，液體流向工作壓力或低濃度的一側(cè)。
龍門加工中心主軸軸承前支架軸軸承前支架的密封結(jié)構(gòu)顯示為龍門加工中心主軸軸承前支架的密封結(jié)構(gòu)。主軸軸承前銑削2組鋸齒狀油杯，當(dāng)液壓油噴入滾動軸承2時，法蘭4腔堵塞，沿主軸軸承6排出少量液壓油。在向心力的作用下，主軸軸承油杯被拋入法蘭4的凹槽中，通過泵油斜孔8再次流回油箱，以避免濕物質(zhì)泄漏。
當(dāng)沿主軸軸承6與法蘭5之間的縫隙進(jìn)入外部切削油、切削油和灰塵時，可通過法蘭5的管溝從排油口7排出。在主軸軸承6高速運行慣性力的作用下，少量切削油、切削油和灰塵進(jìn)入前鋸齒形管溝，仍被拋入法蘭5的管溝中，從排油口7排出，達(dá)到主軸軸承頂部密封的目的。
在一定的工作壓力和環(huán)境溫度范圍內(nèi)，使間隙密封結(jié)構(gòu)具有良好的密封和防泄漏特性，確保法蘭4和5與主軸軸承和滾動軸承端口的配合間隙符合以下標(biāo)準(zhǔn)。
1)法蘭4與主軸軸承6的配合間隙應(yīng)調(diào)整為0.10.2mm(單側(cè))。如果間隙稍大，泄漏量會根據(jù)間隙的33倍方向擴大;如果間隙太小，由于生產(chǎn)、加工和裝配的偏差，很容易接觸到主軸軸承部分，使主軸軸承部分升溫并產(chǎn)生噪音。
2)00應(yīng)調(diào)整法蘭4內(nèi)端與滾動軸承端口之間的間隙.150.3mm。小間隙可以使齒輪油立即堵塞，通過泵油斜孔8流回油箱。
3)法蘭5與機床主軸的配合間隙應(yīng)調(diào)整為0.150.25mm(單側(cè))。間隙很大，切削油和物品進(jìn)入主軸軸承6會明顯增加;如果間隙太小，很容易接觸到主軸軸承。法蘭5溝尖深度應(yīng)大于10mm(單側(cè));進(jìn)油口7的孔徑應(yīng)超過6mm，并且位于主軸軸承下方管溝內(nèi)腔附近。
4)法蘭4的管溝深度應(yīng)超過12mm(單側(cè))，主軸軸承鋸齒狀尖而深，一般為577mm，以確保有足夠的室內(nèi)拋油空間。四個法蘭主軸承鋸齒向后傾斜，五個法蘭主軸承鋸齒向前傾斜。
5)法蘭4中的管溝與主軸軸承6中的護(hù)油杯兩端對齊，保證被主軸軸承甩到法蘭槽內(nèi)壁的液壓油能可靠地流回油箱。
6)泵油斜孔8和法蘭盤4泄漏進(jìn)油口9的總流量為進(jìn)油口1的23倍，以保證齒輪油能順利流回油箱。
主軸軸承的密封方式可分為觸摸密封和非接觸密封，非接觸密封圖是幾種非接觸密封方式。a結(jié)果表明，軸承蓋與軸之間的間隙是密封的。軸承蓋孔開槽是為了提高密封的實際效果。這種密封用于辦公環(huán)境相對清潔的植物油潤濕場所;圖b顯示的是在螺母的內(nèi)孔上切割一個鋸齒狀的環(huán)槽，以完成密封。當(dāng)油流失時，沿主軸軸承旋轉(zhuǎn)的向心力將油沿軸承端蓋1的內(nèi)腔，液壓油流回箱內(nèi);圖c顯示的是迷宮式密封結(jié)構(gòu)，可以在切割多、灰塵大的辦公環(huán)境中獲得可靠的密封實際效果。這種結(jié)構(gòu)適用于植物油或液壓油的密封。在密封非接觸式液壓油時，為了防止泄漏，重要的是確保泵油能盡快排出，并確?；赜涂跁惩?。
接觸密封的關(guān)鍵有丙綸布圈和耐酸堿硅膠密封圈密封兩種方法。
(3)數(shù)控刀片夾緊裝置的清洗在自動換刀數(shù)控車床的數(shù)控刀具自動夾緊裝置中，鏜刀常采用7:24的大光潔度錐柄，既有利于放行，又方便松刀。根據(jù)龍門加工中心主軸軸承預(yù)制構(gòu)件，蝴蝶彈簧根據(jù)支撐桿和筒夾拉動筒夾末端，使數(shù)控刀片錐柄與主軸軸承錐孔配合，夾緊力可達(dá)到1萬N之上。松動刀具時，根據(jù)液壓缸活塞桿促進(jìn)支撐桿，縮小蝶形彈簧，使筒夾伸出，筒夾與刀柄中的拉釘擺脫，可拔出數(shù)控刀片進(jìn)行新舊數(shù)控刀片的交換。新刀裝入后，液壓缸活塞桿后退，新的數(shù)控刀片被蝶形彈簧收緊。當(dāng)活塞桿促進(jìn)支撐桿松開筒夾的情況下，空氣壓縮機通過噴氣式飛機頭通過活塞桿核心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理干凈，避免切割和灰塵落入主軸軸承錐孔中，刮傷主軸軸承錐孔表面和刀具切割錐柄，保證數(shù)控刀片的適當(dāng)部位。因此，主軸承錐孔的清洗至關(guān)重要。
(4)主軸軸承滾柱軸承的扭距。滾柱軸承扭矩是提前承受滾柱軸承燕尾導(dǎo)軌的一定載荷，不僅可以去除間隙，還可以在滾動體與燕尾導(dǎo)軌之間產(chǎn)生一定的變形，從而擴大接觸面積，降低軸承受力時的變形，提高抗變形能力。因此，主軸軸承滾柱軸承的扭距和有效選擇扭距可以提高主軸軸承預(yù)制構(gòu)件的轉(zhuǎn)動精度、彎曲剛度和抗震性能。機床主軸預(yù)制構(gòu)件組裝時，滾柱軸承扭矩。應(yīng)用一段時間后，間隙或間隙配合發(fā)生變化，應(yīng)重新調(diào)整。因此，規(guī)定的扭矩結(jié)構(gòu)有利于調(diào)整。滾柱軸承間隙的調(diào)整或扭矩通常是基于滾針軸承內(nèi)外圈的相對徑向移動。常用的方法有以下幾種。
1)軸承內(nèi)圈移動，適用于錐孔雙列圓柱滾子軸承。根據(jù)套筒規(guī)格，螺母可以促進(jìn)內(nèi)孔在錐形電機軸上徑向移動，使內(nèi)孔變形膨脹，導(dǎo)致導(dǎo)輥上的間隙協(xié)調(diào)，從而達(dá)到扭矩的目的。
圖a顯示結(jié)構(gòu)簡單，但扭矩不易控制，常用于負(fù)載機床主軸預(yù)制構(gòu)件。b右螺帽用于限制內(nèi)孔的運動量，容易控制扭距。c多個螺釘分布在主軸軸承凸臺上，以調(diào)節(jié)內(nèi)孔的運動量，方便調(diào)節(jié)，但用一些螺釘很容易使密封圈傾斜。d顯示的結(jié)構(gòu)將靠近滾柱軸承右端的密封圈制成兩個半圓，可以從軸向上取下?？刹僮髋ぞ氐某叽巛^小，調(diào)節(jié)精度較高。調(diào)整螺母一般采用細(xì)齒螺紋，有利于少量調(diào)整，調(diào)整后可卡緊。
2)刃磨坐圈或隔套如圖所示a顯示軸承外圈寬邊相對性(背對背)組裝，此時刃磨軸承內(nèi)圈內(nèi)側(cè);圖為b顯示外部超窄相對性(面對面視頻)組裝，此時刃磨軸承外圈超窄。組裝時，應(yīng)根據(jù)示意圖進(jìn)行相關(guān)組裝，并用螺母或法蘭蓋將兩個軸承軸向壓攏，使兩個刃磨過的端口緊貼，從而在兩個滾柱軸承的燕尾導(dǎo)軌中間產(chǎn)生扭距。另一種方法是將兩個不同厚度的板放入兩個滾柱軸承中。
數(shù)控機床銑床主軸預(yù)制構(gòu)件是危及機床加工精度的關(guān)鍵部件，其旋轉(zhuǎn)精度危及產(chǎn)品工件的加工精度;輸出功率和旋轉(zhuǎn)速率危及生產(chǎn)加工效率;其自動變速、準(zhǔn)停、換刀等危及數(shù)控車床的自動化程度。因此，規(guī)定主軸軸承預(yù)制構(gòu)件應(yīng)具有高旋轉(zhuǎn)精度、彎曲剛度、抗震性、耐磨性和低加熱性，與數(shù)控車床的工作特點一致。結(jié)構(gòu)類型，必須有效解決數(shù)控刀片和鑄件、滾柱軸承、軸承間隙調(diào)整、光滑密封等問題。
根據(jù)數(shù)控銑床的規(guī)格、型號的規(guī)格、型號和精度進(jìn)行選擇。一般來說，小型數(shù)控銑床的主軸部件主要選擇高精度滾筒軸承，超重數(shù)控銑床選擇液體靜壓軸承，高精度數(shù)控銑床選擇氣體靜壓軸承，速度比2萬r/min主軸軸承由磁性滾柱軸承或氮化硅原料制成。
(1)主軸軸承的潤滑。為了保證主軸軸承的良好潤滑，減少摩擦熱，同時帶來主軸軸承部件的熱量，一般采用推進(jìn)式進(jìn)氣系統(tǒng)。采用液壓油泵提供的油超強潤滑，汽車油箱采用溫度控制板控制液壓油的環(huán)境溫度。目前，許多數(shù)控銑床的主軸軸承采用高端潤滑脂封閉潤滑方法，每加植物油可使用710年，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，降低成本，維護(hù)簡單，但必須避免潤滑脂與植物油混合，一般采用迷宮密封方法。為了將主軸轉(zhuǎn)速融入更高效的運行趨勢，開發(fā)設(shè)計了一種新的潤滑冷卻方法。這種新的潤滑冷卻方法不僅要降低滾柱軸承的加熱，還要降低滾柱軸承內(nèi)外圈的溫差，以確保主軸軸承的熱膨脹較小。
1)油氣潤滑方法。這種潤滑方法無限接近油霧潤滑方法。不同的是，油氣潤滑按時定量分析地將焊接煙塵送入滾柱軸承間隙，既實現(xiàn)了油霧潤滑，又不會使焊接煙塵過多，環(huán)境污染周圍氣體;油霧潤滑是持續(xù)提供焊接煙塵。
2)噴涂潤滑。這是一種總流量過大的控溫油(每個滾柱軸承34)L/min)噴入機床主軸軸承，達(dá)到潤化制冷的目的。必須強調(diào)的是，總流量大的油不是自然流回的，而是用排氣泵強制排油的。同時，選用專用高精度大空間溫控機油箱，溫度變化控制在內(nèi)±0.5℃。
(2)防止泄漏的對策。在液壓密封中，密封材料通常通過滲漏、滲透或傳播泄漏到密封接頭。泄漏的基本原因是液體從突出表面的間隙中溢出，或由于密封預(yù)制構(gòu)件內(nèi)外密封材料的壓差或濃度差，液體流向工作壓力或濃度值較低的一側(cè)。
主軸軸承前支撐的密封結(jié)構(gòu)為龍門加工中心主軸軸承前支撐的密封結(jié)構(gòu)，采用兩層小間隙密封裝置。在主軸軸承前銑削兩組鋸齒狀油杯，切割法蘭4和5上的管溝和進(jìn)油口。當(dāng)噴入滾柱軸承2英里的液壓油排出時，被法蘭4的內(nèi)腔堵塞，通過下面的進(jìn)油口9和套筒規(guī)格3英里的泵油斜孔8流回油箱。當(dāng)少量液壓油沿主軸軸承6排出時，主軸軸承油杯在向心力的作用下被扔進(jìn)法蘭4的管溝。
當(dāng)外部切削油、切削和灰塵沿主軸軸承6與法蘭5之間的間隙進(jìn)入時，可通過法蘭5的管溝從進(jìn)油口7排出。少量切削油、切削和灰塵進(jìn)入前鋸齒狀管溝，在主軸軸承6高速運行的慣性力作用下仍被扔進(jìn)法蘭5的管溝，從進(jìn)油口7排出，達(dá)到主軸軸承頂部密封的目的。
使間隙密封結(jié)構(gòu)在一定的工作壓力和環(huán)境溫度范圍內(nèi)具有良好的密封和防泄漏特性，確保法蘭4和5與主軸軸承和滾柱軸承端口的配合間隙符合以下標(biāo)準(zhǔn)。
1)法蘭盤4與主軸軸承6之間的配合間隙應(yīng)調(diào)整為0.10.2mm(單側(cè))。如果間隙稍大，泄漏量將根據(jù)間隙的33次擴大;如果間隙太小，由于生產(chǎn)、加工和組裝的偏差，很容易與主軸軸承部分接觸，使主軸軸承部分加熱，產(chǎn)生噪音。
并且該軸在工作過程中承受一定的扭距力和沖擊力，在使用過程中由于金屬材質(zhì)的軸承不具備退讓性因此極容易造成應(yīng)力集中致使金屬疲勞磨損出現(xiàn)間隙。一旦出現(xiàn)間隙將會使軸面與軸承內(nèi)圈之間加劇磨損。磨損嚴(yán)重后，軸承跑內(nèi)圈，導(dǎo)致內(nèi)圈定位松弛。最終導(dǎo)致內(nèi)圈斷裂，導(dǎo)致設(shè)備無法啟動。
2)法蘭盤4內(nèi)端與滾柱軸承端口之間的間隙應(yīng)調(diào)整為0.150.3mm。小間隙會立即堵塞齒輪油，沿法蘭盤4內(nèi)端口下的進(jìn)油口9通過泵油斜孔8流回油箱。
3)法蘭盤5與機床主軸的配合間隙應(yīng)調(diào)整為0.150.25mm(單側(cè))。間隙很大，進(jìn)入主軸軸承6里的切削油和物品會明顯增加;如果間隙太小，很容易與主軸軸承接觸。法蘭5溝尖深度應(yīng)超過10mm(單側(cè));進(jìn)油口7的孔徑應(yīng)超過6mm，并位于主軸軸承下方，靠近管溝內(nèi)腔。
4)法蘭盤4的管溝深度應(yīng)超過12mm(單側(cè))，主軸軸承中的鋸齒狀尖而深，一般為57mm，為了保證有足夠的拋油室內(nèi)空間。法蘭4處主軸軸承向后傾斜，法蘭5處主軸軸承向前傾斜。
5)法蘭4里的管溝與主軸軸承6里的護(hù)油杯兩端對齊，確保主軸軸承扔到法蘭槽內(nèi)壁的液壓油可靠地流回油箱。
6)套筒規(guī)格前的泵油斜孔8和法蘭4排入口9的總流量是進(jìn)入口1的23倍，以確保齒輪油順利流回油箱。
主軸軸承的密封方式可分為觸摸密封和非接觸密封，非接觸密封是幾種非接觸密封方式。a顯示軸承蓋與軸之間的間隙密封。軸承蓋孔內(nèi)開槽是為了提高密封的實際效果。這種密封用于干凈的植物油潤滑處理;圖b顯示在螺母內(nèi)孔上切割鋸齒狀環(huán)槽，完成密封。當(dāng)油向流失時，油沿主軸軸承旋轉(zhuǎn)的向心力沿斜坡扔入軸承端蓋1的內(nèi)腔，液壓油流回箱內(nèi);圖c顯示為迷宮密封結(jié)構(gòu)，在切割較多、粉塵較大的辦公環(huán)境中可獲得可靠的密封實際效果。這種結(jié)構(gòu)適用于植物油或液壓油潤滑的密封。非接觸式液壓油密封時，為了防止泄漏，保證泵油能盡快排出，保證回油口非常重要。
接觸密封的關(guān)鍵是丙綸布圈和耐酸堿硅膠密封圈。
(3)數(shù)控刀片夾緊裝置的清洗在自動換刀數(shù)控車床的數(shù)控刀具自動夾緊裝置中，鏜刀常采用7:24的大光潔錐柄，既有利于放行，又方便松刀。根據(jù)龍門加工中心主軸軸承預(yù)制構(gòu)件，蝴蝶彈簧根據(jù)支撐桿和筒夾拉動筒夾末端，使數(shù)控刀片錐柄與主軸軸承錐孔配合，夾緊力可達(dá)到1萬N之上。松動刀具時，根據(jù)液壓缸活塞桿促進(jìn)支撐桿，縮小蝶形彈簧，使筒夾伸出，筒夾與刀柄中的拉釘擺脫，可拔出數(shù)控刀片進(jìn)行新舊數(shù)控刀片的交換。新刀裝入后，液壓缸活塞桿后退，新的數(shù)控刀片被蝶形彈簧收緊。當(dāng)活塞桿促進(jìn)支撐桿松開筒夾的情況下，空氣壓縮機通過噴氣式飛機頭通過活塞桿核心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理干凈，避免切割和灰塵落入主軸軸承錐孔中，刮傷主軸軸承錐孔表面和刀具切割錐柄，保證數(shù)控刀片的適當(dāng)部位。因此，主軸承錐孔的清洗至關(guān)重要。
(4)主軸軸承滾柱軸承的扭距。滾柱軸承扭距是提前承受滾柱軸承燕尾導(dǎo)軌的一定載荷，不僅可以去除間隙，還可以在滾動體與燕尾導(dǎo)軌之間產(chǎn)生一定的變形，從而擴大接觸面積，降低軸承受力時的變形，提高抗變形能力。因此，主軸軸承滾柱軸承的扭距和有效選擇扭距可以提高主軸軸承預(yù)制構(gòu)件的轉(zhuǎn)動精度、彎曲剛度和抗震性能。車床主軸預(yù)制構(gòu)件組裝時，滾柱軸承扭距。應(yīng)用一段時間后，間隙或間隙配合發(fā)生變化，應(yīng)重新調(diào)整。因此，規(guī)定的扭距結(jié)構(gòu)有利于調(diào)整。滾柱軸承間隙的調(diào)整或扭距通常是基于滾針軸承內(nèi)外圈的相對徑向移動。常用的方法有以下幾種。
1)軸承內(nèi)圈移動，適用于錐孔雙列圓柱滾子軸承。根據(jù)套筒規(guī)格，螺母可以促進(jìn)內(nèi)孔在錐形電機軸上徑向移動，使內(nèi)孔變形膨脹，導(dǎo)致導(dǎo)輥上的間隙協(xié)調(diào)，從而達(dá)到扭距的目的。
圖a顯示結(jié)構(gòu)簡單，但扭距不易控制，常用于負(fù)載車床主軸預(yù)制構(gòu)件。b右螺帽用于限制內(nèi)孔的運動量，容易控制扭距。c多個螺釘分布在主軸軸承凸臺上，以調(diào)節(jié)內(nèi)孔的運動量，方便調(diào)節(jié)，但用一些螺釘很容易使密封圈傾斜。d顯示的結(jié)構(gòu)將靠近滾柱軸承右端的密封圈制成兩個半圓，可以從軸向上取下。可操作扭距的尺小較小，調(diào)節(jié)精度較高。調(diào)整螺母一般采用細(xì)牙螺紋，有利于少量調(diào)整，調(diào)整后可卡緊。
2)刃磨坐圈或隔套如圖所示a顯示軸承外圈寬邊相對性(背對背)組裝，此時刃磨軸承內(nèi)圈內(nèi)側(cè);圖為b顯示外部超窄相對性(面對面視頻)組裝，此時刃磨軸承外圈超窄。組裝時，應(yīng)根據(jù)示意圖進(jìn)行組裝，并用螺母或法蘭蓋將兩個軸承軸向壓攏，使兩個刃磨過的端口緊貼，從而在兩個滾柱軸承的燕尾導(dǎo)軌中間產(chǎn)生扭距。另一種方法是將兩個不同厚度的隔板放入兩個滾柱軸承中。
來源：杭州佳航機電設(shè)備有限公司
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