关于数控机床FAG高精密主轴支承结构的探讨

发布时间:2016-10-10 09:13:30      阅读次数:861
关于数控机床FAG高精密主轴支承结构的探讨
    在数控机床中,不论是数控车床、钻床还是铣床,其主轴是最关键的部件,对机床精度起着至关重要的作用。主轴的结构与其需实现的功能关,加工及装配的工艺性也是影响其形状的因素。主轴端部的结构已标准化。机床主轴的定位形式一般有两支承或三支承。
    高速电主轴除普遍采用滚动轴承外,还有其他几种轴承可供考虑:静压轴承。空气静压轴承由于刚度特别是承载能力很差,尽管回转精度很高和摩擦损失较小,也只能在超精密高速铣削等切削负荷很小的埸合使用。油静压轴承在高速回转时,油囊内产生紊流,液体摩擦力也随转速增高而增大,会造成大的功率损失和引起严重的发热,故高速回转的切削机床仍很少采用。
    动、静压轴承。它用流体动力与流体静力相结合的方法使主轴在油膜支撑中回转,兼有动压轴承和静压轴承的优点,刚度和精度高,阻尼大,寿命长,已用于主轴最高转速为20000r/min的卧式加工中心和某些高速磨床上。然而,此种轴承在主轴轴颈表面线速度超过50m/s时,油流也会由层流变为紊流,同样会出现发热严重和功率损失的问题,其进一步高速化仍是一个正在研究的课题,并一直受到业界人士的重视。当前的高精密主轴,几乎都是内置异步交流感应电动机。异步型电主轴的优点是结构较简单,制造工艺相对成熟和安装方便,特别是可以更大限度地减弱磁场,易于实现高速化。此种主轴电机也正在进一步改进,某公司最近开发出可减少电损耗和缩短定子长度的高速、高效率内置感应主轴电动机。传统的主轴系统包含皮带、齿轮等中间传动环节,不仅转动惯量大,难于实现高的角加(减)速度,而且高速时也难于解决中间传动环节出现的振动和噪声。
                             FAG高精密主轴
    因此,现在的高速主轴系统大多是把电动机与主轴“合二而一”、将传动链缩短为零的电主轴单元,结构上基本是把主电动机置于主轴前后轴承之间。这样的电主轴,轴向尺寸较短,结构紧凑,主轴刚度高,出力较大。
    数控金切机床高速主轴的性能,在相当程度上取决于主轴轴承及其润滑。转动轴承由于刚度好、精度可以制造得较高、承载能力强和结构相对简单,不仅是一般切削机床主轴的首选,也受到高速切削机床的青睐。从高速性的角度看,转动轴承中角接触球轴承最好,圆柱滚子轴承次之,圆锥滚子轴承最差。