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數控機床轉臺軸承剖析


放大字體  縮小字體 發布日期:2022-08-09
 隨著國家的發展,轉臺是數控機床的重要組成部分“高檔數控機床及基礎制造設備”隨著項目的啟動,機械設備行業的發展加是“高速、精密、復合、智能化”數控機床行業發展迅速,相應的轉盤軸承也在快速發展。

 

 

特別是高速直接驅動數控轉臺、高精度數控轉臺、大型重負荷數控轉臺、浸入式數控轉臺等數控轉臺也包括在國家發展計劃中。

 

 

數控轉臺作為數控機床的重要附件,更準確地說數控機床的關鍵功能部件之一,可以直接用作機床工作臺,也可以安裝在機床工作臺作為機床的第四軸,安裝在工作臺上的兩軸轉臺甚至可以將普通的三軸加工中心升級為五面體加工中心,實現任何形狀的空間加工。

 

 

數控轉臺直接影響甚至決定了機床的精度和整體性能。

 

 

而轉臺性能的基礎在于其支撐軸承類型的結構和精度。

 

 

首先,簡要介紹數控轉臺的類型:數控轉臺從不同的安裝方式可分為:立臥數控轉臺和立臥數控轉臺;從臺面形狀可分為矩形轉臺和圓形轉臺;根據自由度可分為單軸轉臺、雙軸轉臺和多軸轉臺;還有直線坐標轉臺和交換工作臺。

 

 

數控轉臺支撐的演變:無論以何種形式的轉臺,其旋轉臺都需要軸向和徑向支撐。

 

 

數控轉臺旋轉支撐最初來自機械轉臺的旋轉支撐。

 

 

在數控轉臺之前,機械旋轉工作臺的支撐基本上是滑動軸承。

 

 

如下圖7所示,轉臺的徑向旋轉支撐B,轉臺的軸向支撐由a和a組成C組成。

 

 

考慮到摩擦、磨損和精度保持,轉臺的徑向滑動支撐已改為滾動軸承支撐,軸向支撐保持原機械轉臺的鑄鐵滑動導軌。

 

 

直到20世紀80年代末,在機床上應用并驗證了聚四氟乙烯板,數控轉臺的軸向支撐才由鑄鐵滑動導軌改為鐵塑導軌,滑動摩擦系數降低到原來的1/3,提高了數控轉臺的有效載荷。

 

 

結構如圖8所示,徑向支撐由兩個向心推力球軸承組成(B)預緊后提供,負責轉臺的徑向負荷;軸承支撐為貼塑導軌;(A)滑動軸承和圓錐滾子軸承(C)負責轉臺的軸向載荷和傾覆扭矩。

 

 

到2001年左右,隨著新技術和新工藝的不斷應用,機床加工能力提高,工藝方法更加完善。

 

 

大型端面滾子軸承逐漸應用于數控轉盤,支撐結構開始轉變為全滾動模式。

 

 

如下圖9所示,端面滾子軸承A,一對向心推力球軸承B,圓錐滾子軸承C,數控轉臺主軸臺面支撐共同完成。

 

 

2003年左右,目前用于數控轉臺YRT數控轉臺首次應用于國內煙臺環球機床附件集團,其支撐結構如圖10所示。

 

 

復合軸承的滾動體分為三個部分:A部分,B部分,C部分,A,C轉臺的軸向支撐由兩部分共同完成,B部分提供轉臺徑向支撐。

 

 

在較小的規格轉臺中,還有一雙列圓錐滾子軸承支撐的結構,如圖11所示。

 

 

負載由圖1所示。

 

 

負載由圖1所示。

 

 

A,C提供兩個圓錐滾子軸承。

 

 

近年來,出現了直徑5的情況m以上,需要承載100噸以上的大規格數控轉臺,上述支撐類型不適用。

 

 

合理的軸承結構是靜壓軸承和精密圓柱滾子軸承的組合。

 

 

綜上所述,數控轉臺廣泛應用于各種數控銑床、數控鏜床、數控立車、加工中心、數控鏜銑床等機床。

 

 

除了要求旋轉工作臺能夠很好地承受工件的重量外,還需要確保其在軸承下的旋轉精度。

 

 

轉臺軸承作為轉臺的核心部件,不僅具有較高的承載能力,而且具有較高的旋轉精度、較高的抗傾覆能力和較高的轉速能力。

 

 
 
 
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