【導(dǎo)讀】 主軸作為機(jī)床的關(guān)鍵部件吩饶，性能會(huì)直接影響到機(jī)床的旋轉(zhuǎn)精度掏呼、轉(zhuǎn)速猿池、剛性缰伶、溫升及噪聲等參數(shù)，進(jìn)而影響工件的加工質(zhì)量怯录。為了保持優(yōu)秀的機(jī)床加工能力尿欲，必須配用高性能的軸承。

一牡呀、主軸軸承的選型

　　用于機(jī)床主軸上的軸承精度應(yīng)為ISOP5或以上(P5或P4是ISO的精度等級(jí)溜舷，通常從低到高為(P0、P6轧黑、P5开摄、P4、P2)且昭，而對(duì)于數(shù)控機(jī)床跨跨、加工中心等高速、高精密機(jī)床的主軸支承囱皿，則需選用ISOP4或以上的精度。主軸軸承包括角接觸球軸承忱嘹、圓錐滾子軸承嘱腥，以及圓柱滾子軸承等類(lèi)型。

1拘悦、精密角接觸球軸承

　　精密角接觸球軸承的使用廣泛齿兔，角接觸球軸承的滾動(dòng)體是球，因?yàn)樗且环N點(diǎn)接觸(區(qū)別于滾子軸承的線接觸)础米，所以能提供更高的轉(zhuǎn)速分苇、更小的發(fā)熱量和更高的旋轉(zhuǎn)精度。在一些超高速的主軸應(yīng)用場(chǎng)合屁桑，還會(huì)采用陶瓷球(一般為si3N4或者是Al203)的混合型軸承医寿。金屬加工記者認(rèn)為與傳統(tǒng)的全淬透鋼球相比栏赴，陶瓷球材料自身的特點(diǎn)賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉(zhuǎn)速靖秩、耐高溫卢操、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，從而滿(mǎn)足高端客戶(hù)對(duì)機(jī)床軸承產(chǎn)品的需求件父。

　　就角接觸球軸承的接觸角而言企奔，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夹它。由于預(yù)載的選擇對(duì)于精密角接觸球軸承應(yīng)用的影響非常大妖奕，如在高承載、高剛性的場(chǎng)合恢儡，一般會(huì)選用中型或重型的軸承預(yù)載;而針對(duì)一些高轉(zhuǎn)速窄栓、高精度的應(yīng)用場(chǎng)合，在軸承的早期選型中乏尿，需要注意選擇合適的預(yù)載姐蝠。金屬加工專(zhuān)家講到預(yù)載一般分成輕型、中型迂擅、重型三種幕柬，一般輕預(yù)載比較常見(jiàn)。為了方便客戶(hù)的使用症丁，目前世界上的幾大軸承制造商都普遍提供預(yù)先研磨軸承端面而加預(yù)載的軸承拆内，也就是人們通常所說(shuō)的萬(wàn)能配對(duì)精密角接觸球軸承形式。該類(lèi)軸承免去了客戶(hù)的預(yù)載調(diào)節(jié)宠默，從而節(jié)省了安裝時(shí)間麸恍。

2、精密圓柱滾子軸承

　　在機(jī)床主軸的應(yīng)用中搀矫，雙列精密圓柱滾子軸承也會(huì)被使用到抹沪，通常與精密角接觸球軸承或推力軸承組合應(yīng)用。此類(lèi)軸承能承受較大的徑向載荷并允許有較高的轉(zhuǎn)速瓤球。金屬加工在線軸承中的兩列滾子以交叉方式排列融欧，旋轉(zhuǎn)時(shí)波動(dòng)頻率比單列軸承大幅提高，振幅降低60%-70%卦羡。此類(lèi)軸承通常有兩種形式：NN30噪馏、NN30K兩個(gè)系列軸承內(nèi)圈帶擋邊，外圈可分離;NNU49绿饵、NNU49K兩個(gè)系列軸承外圈帶擋邊欠肾，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椭吠，軸向移動(dòng)內(nèi)圈捅青，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))启尚。圓柱孔軸承通常采用熱裝睬仿，利用過(guò)盈配合減小軸承游隙，或者預(yù)緊軸承纤秃。對(duì)內(nèi)圈可分離的NNU49系列軸承竹小，一般在內(nèi)圈裝上主軸后再對(duì)滾道精加工，以提高主軸旋轉(zhuǎn)精度蝎杯。

3傲钳、精密圓錐滾子軸承

　　在一些重載且對(duì)速度有一定要求的機(jī)床應(yīng)用場(chǎng)合中，如鍛件的荒磨戒甜、石油管道的車(chē)絲機(jī)棺昵、重型車(chē)床和銑床等，選擇精密圓錐滾子軸承是一種比較理想的方案润申。由于圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設(shè)計(jì)销贝，因此它能為主軸提供很高的剛性和承載;另外，圓錐滾子軸承是一種純滾動(dòng)的軸承設(shè)計(jì)呻纹，它能很好地降低軸承運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩和發(fā)熱堆生，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(guò)程中調(diào)節(jié)軸向預(yù)載(游隙)雷酪，這能讓客戶(hù)在軸承的整個(gè)使用周期中更好地優(yōu)化軸承游隙調(diào)節(jié)淑仆。

二、轉(zhuǎn)臺(tái)軸承的選型

　　數(shù)控機(jī)床中常用的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)有分度工作臺(tái)和數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)哥力。數(shù)控機(jī)床在加工某些零件的時(shí)候蔗怠，除了需要X、Y吩跋、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外寞射，有時(shí)候還需要有繞X、Y锌钮、Z三個(gè)坐標(biāo)軸的圓周運(yùn)動(dòng)桥温，分別稱(chēng)為A、B轧粟、C軸。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)可用來(lái)實(shí)現(xiàn)圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)脓魏，除此之外础辉，還可以完成分度運(yùn)動(dòng)。而分度工作臺(tái)的功用只是將工件轉(zhuǎn)位換面，和自動(dòng)換刀裝置配合使用知狂，實(shí)現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個(gè)面的多種工序搓胯，因此，大大提高了工作效率啰痒。金屬加工在線數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的外形和分度工作臺(tái)沒(méi)有多大差別臂沽，但在結(jié)構(gòu)上則具有一系列的特點(diǎn)。由于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)锥拖，所以它在結(jié)構(gòu)上和數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有許多共同之處橡戈。不同點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的是直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)現(xiàn)的是圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)昌漏。

　　回轉(zhuǎn)工作臺(tái)廣泛地使用于各種數(shù)控銑床掷雪、鏜床、各種立車(chē)以及立銑等機(jī)床布筷。除了要求回轉(zhuǎn)工作臺(tái)能很好地承受工件重量外肌坑，還需要保證其在承載下的回轉(zhuǎn)精度。轉(zhuǎn)臺(tái)軸承缅糟，作為轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部件挺智，在轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)行過(guò)程中，不僅要具有很高的承載能力窗宦，還需具備高回轉(zhuǎn)精度赦颇、高抗傾覆能力、以及較高的轉(zhuǎn)速能力等迫摔。

1沐扳、推力球軸承圓柱滾子軸承

　　推力球軸承能承受一定的軸向力，所以該軸承主要用于承受工件的重量;而圓柱滾子軸承主要用于徑向的定位和承受外部的徑向力(例如切削力句占、銑削力等)沪摄。該類(lèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用廣泛，并且成本也相對(duì)比較低廉纱烘。由于推力球是一種點(diǎn)接觸的軸承杨拐，所以它的軸向承載力相對(duì)比較有限，主要用于小型或中型的機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺(tái)擂啥。此外推力球的潤(rùn)滑也比較困難哄陶。

2、靜壓軸承精密圓柱滾子軸承

　　靜壓軸承是一種靠外部供給壓力油俺乓，在軸承內(nèi)建立靜壓承載油膜以實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承勋匙。靜壓軸承從起動(dòng)到停止始終在潤(rùn)滑下工作，所以沒(méi)有磨損檀丝，使用壽命長(zhǎng)韭赡，起動(dòng)功率小;此外挟晒，這種軸承還具有旋轉(zhuǎn)精度高，油膜剛度大割懊，能抑制油膜振蕩等優(yōu)點(diǎn)寸快。精密圓柱滾子軸承具有很好的徑向承載力，并且由于采用了精密級(jí)的軸承烙赴，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)精度也能得到保證汞阔。使用該類(lèi)設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)能承受很高的軸向力，有些工件的重量超過(guò)200t以上斑柬，轉(zhuǎn)臺(tái)直徑超過(guò)10m企舌。但是該類(lèi)設(shè)計(jì)也有一些不足之處，由于靜壓軸承必須附帶一套專(zhuān)用的供油系統(tǒng)來(lái)供給壓力油疫稿，維護(hù)比較復(fù)雜培他，而且成本也比較高。

3遗座、交叉滾子軸承

　　交叉滾子軸承在轉(zhuǎn)臺(tái)上的應(yīng)用比較普遍舀凛。交叉滾子軸承的特征是軸承中有兩個(gè)滾道，兩排交叉排列的滾子途蒋。與傳統(tǒng)的推力軸承徑向定心軸承組合相比猛遍，交叉滾子軸承結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧号坡，并簡(jiǎn)化了工作臺(tái)設(shè)計(jì)懊烤，從而降低了轉(zhuǎn)臺(tái)的成本。由于使用了優(yōu)化的預(yù)緊力宽堆，該類(lèi)軸承具有很高的剛度腌紧，因而轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度和精度也都得到了保證。得益于兩排交叉滾子的設(shè)計(jì)畜隶，軸承的有效跨距能被顯著提高壁肋，所以該類(lèi)軸承具有很高的抗傾覆力矩。在交叉滾子軸承中籽慢，又分成兩種類(lèi)型：第一種是圓柱交叉滾子軸承逊汤，第二種是圓錐交叉滾子軸承。通常湘胚，圓柱交叉滾子軸承價(jià)格比圓錐交叉滾子軸承低啥榜，適用于轉(zhuǎn)速相對(duì)較低的轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)用中;而圓錐交叉滾子軸承采用了圓錐滾子的純滾動(dòng)設(shè)計(jì)，具有運(yùn)轉(zhuǎn)精度高虑佳，轉(zhuǎn)速能力強(qiáng)掏博，減少了軸長(zhǎng)度和加工成本等優(yōu)勢(shì)。交叉滾子軸承適用于各種類(lèi)型的立式或臥式鏜床檬鞠，以及立磨伊肿、立車(chē)和大型齒輪銑床等應(yīng)用雁痪。

　　綜上所述，為了能選擇合適尺寸和類(lèi)型的軸承盅妹，需要綜合考慮各種工況條件，例如運(yùn)行速度许话、潤(rùn)滑羔俭、安裝類(lèi)型、主軸剛度稍途、精度等要求阁吝。就軸承本身而言，只有充分地了解它的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及由此帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)械拍，才能充分發(fā)揮軸承的性能突勇。軸承作為機(jī)床主軸和轉(zhuǎn)臺(tái)的核心部件，對(duì)機(jī)床的運(yùn)行表現(xiàn)起到了舉足輕重的作用坷虑。