目前很多數(shù)控立式機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)多數(shù)都是使用的常規(guī)結(jié)構(gòu)型式,也就是通常用雙列向心圓柱滾子軸承和平面推力軸承組合使用。而選用同等規(guī)格的一套立車主軸用交叉圓柱滾子軸承便可替代上述兩類軸承,進(jìn)而很大地簡化了主軸部分機(jī)械結(jié)構(gòu),非常容易在其上安裝液壓卡盤和回轉(zhuǎn)油缸從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位夾緊,進(jìn)而更大地提升了在加工中的效率,工作臺(tái)上的工件在承受很高的傾覆力矩時(shí),性能依然保持穩(wěn)定。
交叉圓柱滾子軸承里面的滾子與滾道之間呈線性接觸,在交叉滾子軸承的滾道截面中呈90°垂直交叉間隔排列,因此1套交叉滾子軸承能同時(shí)承載徑向、軸向載荷,比傳統(tǒng)型號(hào)的軸承剛性高出3~4倍;并且能非常簡單的進(jìn)行安裝。由于交叉滾子軸承里面的滾子為交叉排列,同時(shí)因此類軸承內(nèi)圈或外圈是兩分割的構(gòu)造,交叉滾子軸承間隙可以進(jìn)行調(diào)整,即使被施加預(yù)載,也能獲得高精度的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。交叉滾子軸承目前主要用于高精度工作轉(zhuǎn)臺(tái)、機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人手臂、醫(yī)療機(jī)械關(guān)節(jié)等。
常規(guī)軸承布置形式的數(shù)控立車主軸的基本結(jié)構(gòu)
例:漢川機(jī)床集團(tuán)有限公司的CK51125數(shù)控立式機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)如圖2所示。
在上面這種常規(guī)立式機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,主要采用雙列圓柱滾子軸承加平面軸承的承載方式,如圖2,主電機(jī)通過傳動(dòng)鏈將運(yùn)動(dòng)通過大齒輪7傳遞至主軸。
雙列圓柱滾子軸承5承載徑向載荷,主軸的徑向負(fù)載是比較小的,軸向載荷較大,主要來自切削力和工作臺(tái)、工件的不平衡力;而大平面軸承6主要承載軸向載荷,這些載荷主要來自于工作臺(tái)12、法蘭10、大齒輪7、工件等的重量以及切削力,這些是選用軸承時(shí)非常重要的因素。此種軸承組合使用時(shí),主軸結(jié)構(gòu)承載能力大,價(jià)格相對(duì)便宜,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零件制造和安裝均比較困難。
安裝交叉圓柱滾子軸承數(shù)控立車主軸的基本機(jī)構(gòu)
例:漢川機(jī)床集團(tuán)有限公司的CK51125A數(shù)控立式機(jī)床主軸結(jié)構(gòu)如圖3所示。
在裝有交叉圓柱滾子軸承的立車主軸結(jié)構(gòu)中,機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的各項(xiàng)精度和工作負(fù)載全部由圓柱交叉滾子軸承承載。與常規(guī)的主軸結(jié)構(gòu)相比,傳遞運(yùn)動(dòng)方式相同,負(fù)載來源基本一致,但其裝有圓柱交叉滾子軸承的主軸結(jié)構(gòu)非常簡潔(如圖3)。交叉圓柱滾子軸承還有一特點(diǎn),就是節(jié)省空間,可非常方便地安裝液壓卡盤,如圖4。主軸(其實(shí)是一假主軸,主要用來連接編碼器和回轉(zhuǎn)油缸)下端加上做以小改動(dòng)的安裝座3,連接回轉(zhuǎn)油缸2,中間通過拉桿5與液壓卡盤11相連接,就能很容易改制成一套配置液壓卡盤的主軸結(jié)構(gòu)。常規(guī)軸承布置形式的主軸結(jié)構(gòu)(如圖2)是比較困難的。
以RB交叉滾子軸承來說,若選用國內(nèi)生產(chǎn)的,成本基本比相當(dāng)規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承加平面軸承的價(jià)格略高;若選用進(jìn)口交叉滾子軸承產(chǎn)品,如德國FAG交叉滾子軸承、美國TIMKEN交叉滾子軸承、日本IKO交叉滾子軸承,則價(jià)格是國內(nèi)交叉滾子軸承產(chǎn)品的7~10倍。
本文介紹了洛陽鈺帆達(dá)公司的生產(chǎn)研發(fā)的立車主軸用交叉圓柱滾子軸承在立車主軸系統(tǒng)中的應(yīng)用,設(shè)計(jì)者可根據(jù)其產(chǎn)品針對(duì)領(lǐng)域的不同選擇主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。
成功案例:青島某機(jī)床制造公司立車主軸用交叉圓柱滾子軸承:RB交叉滾子軸承。