近年來(lái),以機(jī)械加工為中心,主軸高速化的發(fā)展取得顯著進(jìn)步,不僅軸承不斷改進(jìn),而且包括其周邊技術(shù)也有很大的發(fā)展。

本文介紹主軸高速化技術(shù)和一些新技術(shù)。

1主軸高速化的變遷

圖1所示為過(guò)去各屆JIMTOF展出的機(jī)械中,主軸的最高轉(zhuǎn)速的變化情況翎郭。到第十一屆為止最高轉(zhuǎn)速超過(guò)10000r/min的機(jī)械幾乎沒(méi)有。到第十二屆以后,也是在機(jī)床技術(shù)的進(jìn)步的前提下,主軸高速化開(kāi)始顯現(xiàn)下驴。特別是到第十四屆以后蒿榄。超過(guò)10000r/min的超高速主軸也可以生產(chǎn)了,主軸的高速化技術(shù)的開(kāi)發(fā)得到了全面加速。現(xiàn)將要實(shí)現(xiàn)主軸高速化的相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域示于圖2赛臀。

在這些領(lǐng)域中,作為對(duì)滾動(dòng)軸承必需的技術(shù),可以舉出的實(shí)例有:預(yù)壓調(diào)整技術(shù)夹昼、軸心冷卻技術(shù)、內(nèi)滾道潤(rùn)滑技術(shù)丰扁、油滴(油氣)潤(rùn)滑技術(shù)等等帘达。但是,在高速化呼聲最高的第十九屆JIMTOF上,展出的大部分機(jī)械都在10000r/min-25000r/min,多半都停留在15000r/min。另外,脂潤(rùn)滑具有的優(yōu)點(diǎn)還未能作出高的評(píng)價(jià)結(jié)果,在有些方面,現(xiàn)在的高速化技術(shù)僅是圖3所示的高速機(jī)械加工的一個(gè)技術(shù)側(cè)面,也就是說(shuō),實(shí)現(xiàn)主軸高速旋轉(zhuǎn)只不過(guò)是一個(gè)必要條件纽哭。

2脂潤(rùn)滑下的高速化

脂潤(rùn)滑雖然在提高高速性方面有困難,但它的優(yōu)點(diǎn)在于可省去油潤(rùn)滑供油裝置和給油的麻煩以及防止噴霧等引起的工作環(huán)境惡化,因此,重新評(píng)價(jià)脂潤(rùn)滑方式和研發(fā)適合脂潤(rùn)滑的高速化技術(shù)變得活躍起來(lái)了栏蝙。

在這些技術(shù)中,譬如,也有將超硬球換成陶瓷球的。因?yàn)樘沾汕虮戎乇瘸睬虻?高速旋轉(zhuǎn)時(shí),可以減小離心力的影響,所以,即使在脂潤(rùn)滑下,實(shí)現(xiàn)一定的高速性成為可能蚕泽。雖然陶瓷球比超硬球價(jià)格高,但是,隨著制造技術(shù)的提高和需要的擴(kuò)大,現(xiàn)在的價(jià)格已變得很合理晌梨。

特別是將軸承保持架材料,由聚酷胺樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂換成PEEK樹(shù)脂后,使得原來(lái)只有油潤(rùn)滑才能實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)領(lǐng)域也可以使用脂潤(rùn)滑。

圖4是角接觸球軸承71916CD／P4ADBC(重預(yù)壓)僅更換了保持架后的軸承溫度比較须妻。從圖中可看出僅將保持架材料換成PEEK樹(shù)脂,在10000r/min轉(zhuǎn)速下,就產(chǎn)生了約6℃的溫度差異仔蝌。

同樣,圖5是圓柱滾子軸承N1013的滾子和保持架材質(zhì)差別引起的軸承溫度變化比較。結(jié)果,對(duì)于更換成陶瓷滾子和PEEK保持架的圓柱滾子軸承,在14000r/ndn下進(jìn)行比較,就會(huì)明顯地產(chǎn)生10℃多的溫差荒吏。

另一方面,陶瓷滾子和PEEK保持架組合的圓柱滾子軸承經(jīng)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)后的脂變色情況示于圖6敛惊。在通常試驗(yàn)后可以看到脂變色,但是在這次試驗(yàn)中變色和劣化都未發(fā)現(xiàn)。由此可見(jiàn),隨著上述材質(zhì)的改進(jìn),對(duì)高速旋轉(zhuǎn)的效果是明顯的绰更。

但是潤(rùn)滑脂是有壽命的,脂的壽命也常比軸承本身短瞧挤。了解了這一不足后,選擇合適的潤(rùn)滑方法是必要的。

3主軸高速化事例和其構(gòu)成技術(shù)

在超越脂潤(rùn)滑領(lǐng)域的旋轉(zhuǎn)速度下,作為實(shí)現(xiàn)高速且高剛性主軸的一般主軸構(gòu)造,推薦采用角接觸球軸承和圓柱滾子軸承的組合結(jié)構(gòu)儡湾。

下面,在介紹這種組合結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)該同時(shí)使用本公司獨(dú)立開(kāi)發(fā)的特殊隔圈內(nèi)滾道潤(rùn)滑技術(shù)和上油滴(油—?dú)?潤(rùn)滑技術(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)高剛性特恬。

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