主轴轴承的技术动向

　　1.高速性和高刚性的并存

　　在机床向复合化发展的背景下，这种多品种少批量生产、变品种变批量生产以及工程总和的倾向变得更高。把在多个机械上加工多个工件总合成在一台机床上，或把粗加工、精加工等多个工程总合成少数工程，来对提高生产性能和节省空间做贡献。因此，对于机床主轴，有了从低速旋转重切削开始向高速旋转轻切削的广范围加工发展的需要，作为轴承，要求高速和高刚性的并存。对于高速，轴承单个的dmn值，实现了角接触球轴承为400~500万，圆柱滚子轴承为200~300万，适应了机床的要求。但是，重视高速的话，对于刚性就会不利。为此主轴的设计，不得不同时重视高速性和高刚性的情况很多。从这里也能看出，维持高速性，并在重切削侧具有必要的刚性是今后轴承开发的一个课题。

　　2.新润滑方式

　　润滑大致分为油润滑和脂润滑。一般重视高速加工的场合采用油润滑，低速旋转且重视成本、使用性以及减少环境负荷的场合采用脂润滑。但是随着机床的进步，希望有一种能同时满足两种加工场合的润滑方式。

　　作为轴承厂商，对油润滑进行改良，维持高速加工的同时又能节省能源和提高环保性能，或者改善脂润滑的技术的开发正在进行中。也就是说，润滑技术是对轴承性能有很大影响的要素，今后需要展开的课题还有很多。

　　3.轴承的设计

　　机床主轴轴承，根据高速、高刚性、减少环境负荷等各种要求性能，JTEKT公司目前提供R、C、D、F四种型号的高性能角接触球轴承系列。R型球径小球数多，为重视刚性的设计；C型球径大，使用陶瓷球，为重视寿命的设计；D型为在油的供给方法上下功夫重视高速性的设计；F型为考虑离心力，比D型更能适应高速的设计。用户可以根据使用需要选择合适的型号，各轴承的主尺寸都是按照ISO标准，轴或外壳的低限度的设计变更可替换过去的产品，也能对应提高已有设备的性能。

　　高性能轴承的性能相比较原来的高速型轴承，R型轴承的高速界限提高到了原来轴承的约1.3倍，温度上升减少了20%~30%.滚动体采用陶瓷材料的R型轴承，C型轴承同样，和原来轴承相比也有同样的倾向，使根据使用时的旋转速度重视刚性的R型设计和重视负荷能力的C型设计的选择成为了可能。根据高性能轴承高速性能的提高和减少温度上升的效果，高速旋转主轴的采用刚性优秀的定位预紧也成为了可能。

　　1、更高精度

　　空气主轴的轴承供给极高的径向和轴向旋转精度。因为没有机械触摸，磨损程度降到了低，然后保证精度一直坚持稳定。

　　因为制作构造的不一样，空气主轴旋转时的准确性是天然生成具有的。特别的制作技能提高了这一准确性，可以供给极高的旋转和轴向精度。空气主轴的规划是，可以在轴向和径向一起获得小于0。1微米TIR的旋转准确性。因为旋转的转子和静态支持有些之间没有机械触摸，所以没有磨损发生，然后保证精度一直坚持稳定——制作商运用统计学加工操控的一个主要特性。

　　2、高速

　　空气主轴的轴承内部的低剪切力，可以在供给极高转速的一起，将动力丢失降到低，并使发生的热量十分小。转速可以超越300，000转/分钟。空气主轴的轴承阻力较低，答应较高的速度，并能一起坚持较低的振荡水平。冲突对空气轴承旋转的阻止十分小，而且，因而使得动力丢失和热量发生也十分小。这使得转子可以以极高的表面速度运转。有些主轴中，较高的旋转速度会导致轴承硬度的添加——由空气动力学和反转加劲的特色导致的。

　　3、添加刀具寿数

　　运用空气主轴意味着可以大大延伸刀具的寿数。

　　较低的振荡和较高的旋转精度，意味着钻头、刀具和钻探东西都会有更长的寿数——降低了养护和运转本钱。特别在PCB钻孔职业中，目前运用的钻针直径更小至50微米，只有空气主轴才能以所需的速度运转，以保证刀具的寿数到达要求。

　　机床技术参数有主参数和基本参数，他们是运动传动和结构设计的依据，影响到机床是否满足所需要的基本功能要求，参数拟定就是机床性能设计。主参数是直接反映机床的加工能力、决定和影响其他基本参数的依据，如车床的大加工直径，一般在设计题目中给定，基本参数是一些加工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的参数，可归纳为尺寸参数、运动参数和动力参数。

　　通用车床工艺范围广，所加工的工件形状、尺寸和材料各不相同，有粗加工又有精加工；用硬质合金刀具又用高速钢刀具。因此，必须对所设计的机床工艺范围和使用情况做全面的调研和统计，依据某些典型工艺和加工对象，兼顾其他的可能工艺加工的要求，拟定机床技术参数，拟定参数时，要考虑机床发展趋势和同国内外同类机床的对比，使拟定的参数大限度地适应各种不同的工艺要求和达到机床加工能力下经济合理。

　　机床主传动系因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。设计机床主传动系时最基本的原则就是以经济、合理的方式满足既定的要求。在设计时应结合具体机床进行具体分析，一般应满足的基本要求有：满足机床使用性能要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主轴油足够的转速范围和转速级数；满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构能提供足够的功率和转矩，具有较高的传动效率；满足机床工作性能要求。主传动中所有零部件有足够的刚度、精度和抗震性，热变形特性稳定；满足产品的经济性要求。传动链尽可能简短，零件数目要少，以便节约材料，降低成本。

　　普通车床主轴箱设计，主要包括三方面的设计，即：根据设计题目所给定的机床用途、规格、主轴极限转速、转速数列公比或级数，确定其他有关运动参数，选定主轴各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。其次，根据机床类型和电动机功率，确定主轴及各传动件的计算转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的刚度、强度或寿命。最后，完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计。