数控机床转台轴承剖析

发布时间:2022-09-27 11:37:52 来源:升博体育下载地址 作者:升博体育官方网站

  转台是数控机床的重要组成部分,随着国家“高档数控机床与基础制造装备”项目的启动,机械装备行业的发展加速发展,尤其是“高速,精密,复合,智能化”行业的数控机床行业得到快速发展,相对应的转台轴承也正在飞速发展。尤其是高速直驱数控转台、高精度数控转台、大型重载数控转台、浸油式数控转台等几种数控转台也列入国家开发的计划之中。

  数控转台作为数控机床的重要附件,更确切的说是四轴以上数控机床的关键功能部件之一,可以直接作为机床的工作台使用,也可以安装在机床工作台上作为机床的第四轴使用,安装在工作台上的两轴转台甚至可以使普通的三轴加工中心提升为可实现空间任意形状加工的五面体加工中心。

  数控转台直接影响甚至决定了机床的精度和总体性能。而决定转台性能的根本则在于其支撑轴承类型的结构和精度。

  先简单介绍下数控转台的类型:数控转台从安装方式的不同分为:立卧两用数控转台和立/卧式数控转台;从台面形状上来分可分为矩形转台和圆形转台;从自由度数的不同可分为单轴转台、双轴转台和多轴转台;还有就是直线坐标转台和交换工作台等。

  数控转台支撑的演变:不论何种形式的转台,其回转台面都需要轴向和径向支撑。数控转台的回转支撑,最初来源于机械转台的回转支撑。在数控转台之前,机械回转工作台的支撑基本上是滑动轴承。如下图7所示,转台的径向回转支撑B,转台的轴向支撑由A和C组成。

  考虑到摩擦、磨损以及精度保持,转台的径向滑动支撑改成了滚动轴承支撑,轴向支撑保持了原机械转台的铸铁滑动导轨。直到八十年代末,聚四氟乙烯板材在机床上应用并得到验证之后,数控转台的轴向支撑才由铸铁滑动导轨改成了贴塑导轨,滑动摩擦系数减小到了原来的1/3,提高了数控转台的有效载荷。结构如图8所示,径向支撑由成对的两个向心推力球轴承(B)预紧后提供,负责转台的径向负载;轴承支撑为贴塑导轨(A)滑动轴承和圆锥滚子轴承(C)组成,负责转台的轴向载荷和倾覆力矩。

  到2001年左右,随着新技术和新工艺的不断应用,机床加工能力随之提高,工艺方法也更加完善,大规格端面滚子轴承逐渐应用于数控转台,支撑结构开始向全滚动方式转变。如下图9所示,端面滚子轴承A、一对向心推力球轴承B、圆锥滚子轴承C,共同完成了数控转台主轴台面的支撑。

  2003年左右,现在用于数控转台的YRT复合轴承,国内烟台环球机床附件集团首先开始应用于数控转台,支撑结构如图10所示。复合轴承的滚动体分为三个部分:A部分、B部分、C部分,A、C两部分共同完成转台的轴向支撑,B部分提供转台的径向支撑。

  在较小规格转台中,也有使用如图11所示的双列圆锥滚子轴承之支撑的结构,负荷由A、C两个圆锥滚子轴承提供。近几年,出现了直径5m以上、承载百吨以上的大规格数控转台需求,这种场合以上支撑类型已经不适用,合理的承载结构为静压轴承与精密圆柱滚子轴承的组合。

  综上所述数控转台广泛使用于各种数控铣床、数控镗床、数控立车、加工中心、数控镗铣床等机床上。除了要求回转工作台能很好的承受工件重量外,还需要保证其在承载下的回转精度。转台轴承,作为转台的核心部件,在转台运行过程中,不仅要具有很高的承载能力,还需具备高回转精度、高抗倾覆能力以及较高的转速能力等。

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