‘壹’ 机床主轴轴承的润滑方式与安装步骤
机床主轴轴承是精密机床及类似设备的主轴轴承,它对保证精密机床的工作精度和使用性能。主轴轴承的正确配置是指轴承类型的组合和前后轴承的布置,不同的配置就决定了机床主轴不同的负荷能力、运转速度、刚度、温升和使用寿命。
尤其是对刚度和温升的影响更为显着,所以应根据机床工作特性的要求合理地配置主轴轴承。从功能和结构上,主轴轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
跑合运转的目的是为了使轴承在正式使角前,使其滚子与滚道通过跑合,能具有良好的接触条件,以保持轴承有良好的接触精度,并避免轴承一开始在高速和重载使用时引起滚子与滚道的损坏,从而提高了轴承的寿命和精度'由于圆锥滚子轴承并不是完全的滚动接触,在滚子端面与内环的台肩之间存在着滑动,如果接触条件不好,很易出现咬合损坏的现象,故对这类轴承更应重视跑合运转。
机械主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成主轴部件。在机器中主要用来支撑传动零件如齿轮、带轮,传递运动及扭矩,如机床主轴;有的用来装夹工件,如心轴。除了刨床、拉床等主运动为直线运动的机床外,大多数机床都有主轴部件。主轴部件的运动精度和结构刚度是决定加工质量和切削效率的重要因素。
主轴轴承类型的性能比较
主轴轴承是数控机床主轴内一个重要的零部件,在主轴传动过程中,可以起到支撑机械体旋转和减小摩擦的作用。轴承由于其类型、结构、配置和精度的不同,以及安装、调整程度的好坏,将对主轴部件的工作性能起到直接的影响。从功能和结构上,主轴轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类,滑动轴承依据其产生油膜的压强方式区别,可以分为液体动压轴承和液体静压轴承。
滚动轴承旋转精度一般或者较好,在无间隙或预紧下工作时可能很高。刚度一般或较好,仅与轴承型号有关,承载能力也是如此。抗振性表现欠佳,低、中速性能较好,高速时受疲劳强度、离心力、温升等因素限制。摩擦损耗较小,噪音较大,寿命受疲劳强度限制。生产、使用和维修相对简单,已具备标准化和系列化,可以低成本批量生产。
动压轴承旋转精度一般,但精度保持性较好。刚度和承载能力高,且随转速与荷载升高而增大。抗震性能好,中、高速性能较好,低速时因不能形成油膜,无承载能力,超高速受温升限制。摩擦损耗很小,无噪音,在不频繁启动时寿命较长。生产成本较低,但工艺要求较高,需本厂自制,使用和维修也比较麻烦。
静压轴承旋转精度很高,保持性也好。刚度和承载能力很高,与转速和荷载无关,与节流形式、油腔相对压差有关。抗震性能表现优异,适应各种运行速度,尤其是低速和超高速运行。摩擦损耗很小,无噪音,寿命非常长。由于除了本身成本外,还需要一套供油设备,故总成本较高,且生产工艺要求也高,需本厂自制,使用和维修比较麻烦。
选择所使用的轴承类型和组合方式时,应综合考虑主轴部件在各个方面的要求,以及轴承的供给情况、成本、安装调试的难易度等因素。通常情况下,主轴应首选滚动轴承,尤其是对于立式主轴而言,只有当主轴水平放置,且加工工件的表面粗糙度数值较小时,才使用滑动轴承。
主轴轴承的润滑方式
1、轴承洗净后填充润滑脂的顺序
润滑脂填充方法不同,会产生初期磨合运转时的升温不稳定、异常升温、初期磨合时间长、甚至发生烧伤等现象。因此必须根据使用条件,采用适当的润滑脂及适当的填充量来进行正确填充。
(1)填充前的确认事项
确认轴承内部没有残余异物。建议对于高速主轴用轴承,应先清洗、脱脂,再填充润滑脂。
其他的应用时,也建议先清除附着在轴承内部的防锈油。
(2)填充润滑脂时
为填充适量的润滑脂,建议使用注脂器。最好使用使用可读填充数的注脂器。
(3)润滑脂填充量
精密轴承润滑脂填充量推荐值:
高速主轴用角接触球轴承,空间容积的15%士20%
高速主轴用圆柱滚子轴承,空间容积的10%?%
电机用球轴承,空间容积的20%~-30%
2、球轴承的润滑脂填充方式
(1)在各个球之间,均匀地填充润滑脂。如果是外圈引导的酚醛树脂保持架,建议在保持架引导面也薄薄地涂上润滑脂。
(2)用手转动轴承,使润滑脂均匀地进入滚道面、保持架内部、各个球之间、引导面等各处,使润滑脂充满轴承内部空间。
3、圆柱滚子轴承的润滑脂填充方法
(1)将填充量的80%的润滑脂,均匀地涂在滚子的滚动面上。这时,建议保持架内侧部不要涂抹太多润滑脂。保持架内侧的润滑脂,在初期磨合运转阶段,较难扩散,会使温升增高,也会延长磨合运转时间。
(2)滚子滚道面的润滑脂将会扩散到滚子的端面、保持架与滚子的接触部位,以及兜孔部入口处,使润滑脂均匀地分布到轴承整体。
(3)将填充量20%的润滑脂,均匀薄薄地涂在将安装进轴承座的外圈滚道面上。
主轴轴承的安装
轴承的安装是否正确,直接影响着轴承的精度、寿命、性能。因此希望设计及安装部门对于轴承的安装要充分探讨,并按照操作标准进行安装。操作标准的项目如下:
1、轴承的清洗
为防止运输和存放时的尘埃及锈蚀,产品出货时都在轴承表面涂了防锈油。
拆开包装之后,首先要清洗掉防锈油。(已填充润滑脂或带有密封圈的轴承,不需要清洗)
1)轴承一般使用煤油或汽油作为清洗液。
2)将清洗槽按粗洗和精洗分开,并分别在槽底垫上金属网,使轴承不直接接触清洗槽内的脏物。
3)在粗洗槽内,要尽量避免转动轴承,用刷子等大致清除附着在轴承表面上的脏物之后,在放到精洗槽中。
4)在精洗槽中,将轴承轻轻转动来进行清洗。精洗槽内清洗油必须经常保持清洁。
5)清洗之后进行脱脂,如果是润滑脂,则进行填充润滑脂的工。如果是油气润滑,则尽量在轴承不旋转的状态下,安装到主轴上。(此时,在轴承表面和内部涂上一层薄薄的润滑油,则效果更好。)
2、检查相关部件的尺寸
1)检查轴和轴承座
a.轴和轴承座,要清洗干净,轴承及隔圈表面不允许存在伤痕、毛刺、毛边等。
b.检查轴和轴承座的尺寸,确认是否符合与轴承内外径的公差配合。
c.测量(包括安装)N应在恒温室里进行。当被测物的温度处于稳定状态后,用千分尺或内径千分表进行测量。(必须多点测量,检查有无明显的尺寸差。)
2)隔圈的检查
主轴上配置的隔圈平行度应控制在0.003mm以下。隔圈平行度的不良会带来轴承的倾斜,导致精度不良、噪音等问题。
3、轴承的安装
将已填充润滑脂的轴承(脂润滑)或脱脂清洗之后的轴承(油润滑),安装到主轴或轴承座上。
安装方法根据内外圈的配合而有所不同。对于内圈旋转为多数的机床用轴承,内圈多采用过盈配合,圆柱孔轴承一般采用热装方法。
外圈多采用间隙配合,安装较为容易,有时为使安装更为容易也使用将轴承座加热的方法。
圆锥孔轴承是将内圈直接固定在锥形轴上,用于高速回转时,必须控制好安装时的径向游隙,建议使用GN量规。
1)圆柱孔轴承的安装
a.用压力机压入的方法
小型轴承广泛使用压力机压入方法,用垫块顶住内圈,用压力机渐渐压制内圈紧密地接触到轴挡肩为止。(将外圈垫上垫块安装内圈,会造成滚到面出现压痕、压伤,所以要绝对禁止)另外,操作时最好事先在配合面上涂油。用锤子敲打安装的方法,对于精密轴承是禁止的。
对圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承之类的可分离型轴承,可将内圈、外圈分别安装到轴和轴承座上。将分别安装好的内圈和外圈组合时,注意勿使二者中心产生偏离,慢慢地将内外圈组合起来非常重要。如果硬性地压入,有可能造成滚动面的卡伤。
b.热装的方法
过盈量大的轴承,压入时需要很大的压力,所以很难安装。因此,将轴承内圈加热膨胀,再装到轴上的热装方法广为使用。使用这种方法,不会给轴承增加不当的负荷,并可在短时间内完成作业。
轴承的加热温度,按照正常尺寸、所需过盈量参考。热装作业需注意以下几点:
①将轴承加热至120℃以上。
②为避免轴承安装过程中由于内圈冷却导致安装困难。应将轴承加热到比所需温度高20℃-30℃程度。
③热装后的轴承逐渐冷却下来,宽度方向也同时收缩。所以要用轴螺母或其他适合的方法,使之紧固,以防止内圈与轴挡肩之间产生间隙。
2)角接触球轴承安装时注意事项
角接触球轴承,因结构上的原因,单个轴承只可承受一个方向的负荷。因此,安装到轴或轴承座时,使外界负荷只施加于可承受负荷一则而非另一则是非常重要的。
组合轴承时,对于背对背组合及面对面组合,其装入到轴或轴承座的顺序不同,务必注意。
a.背对背组合
①.将轴承装到轴上
②紧固轴螺母,施加预紧。
③将轴和轴承装进轴承座,用压盖进行固定。
b.面对面组合
①将轴承装进轴承座。
②拧紧压盖,施加预紧。
③将轴装入轴承内圈,紧固轴螺母。
拆卸时,按照相反顺序进行。
4、轴承的紧固
a.内圈的紧固
为将轴承内圈紧固在轴上,一般在轴上加工螺纹,用螺母来进行紧固。尽管螺母的螺纹部分和端面之间垂直度非常重要,但即使对精度很高的单个螺母,也会因轴和螺母间的间隙在紧固时产生偏离、倾斜。这样会导致轴和轴承的弯曲,所以为保证轴的旋转精度,必须进行调整。螺母要充分紧固,以防止出现松动。
在高速高精度主轴上,为避免使用螺母紧固时因螺母倾斜或螺纹间隙引起的不平衡,多使用轴套固定方法,利用轴与轴套内径大的盈量进行轴向固定。但相比螺母紧固,在连续运转下较容易发生松动,因此必须定期检查。
在组合角接触球轴承之间,放置较宽的隔圈时,如果螺母拧紧力过大,将造成内圈隔圈的变形,导致安装时的预紧量大于设定值。
b.外圈的紧固
为将外圈固定在轴向,通常使用螺栓对压盖进行紧固。如果紧固量过大或不均匀时,外圈滚道面较容易产生变形。建议使压盖和轴承座端面的间隙在0.01~0.05mm之间进行调整。
注意在高速运转时,轴承与轴的过盈量变大,所需压入力也随之变大,螺母的紧固力必须相应加大。
滚珠丝杠支撑用推力角接触球轴承时,推荐螺母紧固力为预紧力的2.5~3倍。
‘贰’ 数控机床的三个轴怎样安装定位的。
假设:工件固定,刀具相对工件运动。
标准:右手笛卡儿直角坐标系——拇指为X向,食指为Y向,中指为Z向。
顺序:先Z轴,再X轴,最后Y轴。Z轴——机床主轴;X轴——装夹平面内的水平向;Y轴——由右手笛卡儿直角坐标系确定。
方向:退刀即远离工件方向为正方向。
在数控机床上加工零件,主要取决于加工程序,它与普通机床不同,不必制造,更换许多模具、夹具,不需要经常重新调整机床。
(2)数控机床主轴安装方法扩展阅读:
数控机床的加工精度一般可达0.05—0.1MM,数控机床是按数字信号形式控制的,数控装置每输出一脉冲信号,则机床移动部件移动一具脉冲当量(一般为0.001MM)。
而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由数控装置进行曲补偿,因此,数控机床定位精度比较高。
在控制装置编辑状态(EDIT)下,用软件输入加工程序,并存入控制装置的存储器中,这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。
在具有会话编程功能的数控装置上,可按照显示器上提示的问题,选择不同的菜单,用人机对话的方法,输入有关的尺寸数字,就可自动生成加工程序。
‘叁’ 如何正确安装CNC数控机床
无论是机床还是一些仪器设备,在使用之前都要进行安装调试。CNC数控机床的调试和安装,指的是数控机床从生产厂家到达用户的目的地,并在客户工作场地进行安装直到机床能正常工作所应该完成的事情,这一过程一般由机床制造商在用户的配合下完成。安装调试是否正确合理在很大程序上决定了这台数控机床能否发挥正常的经济效率以及它本身的使用寿命,这对数控机床的制造商和用户来说都是重要的事情。下面就跟随浩大小编来看看CNC数控机床正确安装的步骤。
1、通电前的外观检查
第一步:机床电器检查:打开机床电控箱,检查继电器,接触器,熔断器,伺服电机速度,控制单元插座,主轴电机速度控制单元插座等有无松动,如有松动应恢复正常状态,有锁紧机构的接插件一定要锁紧,有转接盒的机床一定要检查转接盒上的插座,接线有无松动,有锁紧机构的一定要锁紧。第二步:CNC电箱检查:打开CNC电箱门,检查各类接口插座,伺服电机反馈线插座,主轴脉冲发生器插座,手摇脉冲发生器插座,CRT插座等,如有松动要重新插好,有锁紧机构的一定要锁紧。按照说明书检查各个印刷线路板上的短路端子的设置情况,一定要符合机床生产厂设定的状态,确实有误的应重新设置,一般情况下无需重新设置,但用户一定要对短路端子的设置状态做好原始记录。第三步:接线质量检查:检查所有的接线端子。包括强弱电部分在装配时机床生产厂自行接线的端子及各电机电源线的接线端子,每个端子都要用旋具紧固一次,直到用旋具拧不动为止,各电机插座一定要拧紧。第四步:电磁阀检查:所有电磁阀都要用手推动数次,以防止长时间不通电造成的动作不良,如发现异常,应作好记录,以备通电后确认修理或更换。第五步:限位开关检查:检查所有限位开关动作的灵活及固定性是否牢固,发现动作不良或固定不牢的应立即处理。第六步:操作面板上按钮及开关检查:检查操作面板上所有按钮,开关,指示灯的接线,发现有误应立即处理,检查CRT单元上的插座及接线。第七步:地线检查:要求有良好的地线,测量机床地线,接地电阻不能大于1Ω。电源相序检查用相序表检查输入电源的相序,确认输入电源的相序与机床上各处标定的电源相序应绝对一致。
第八步:有二次接线的设备,如电源变压器等,必须确认二次接线的相序的一致性。要保证各处相序的绝对正确。此时应测量电源电压,做好记录。
2、机床总电压的接通
接通机床总电源,检查CNC电箱,主轴电机冷却风扇,机床电器箱冷却风扇的转向是否正确,润滑,液压等处的油标志指示以及机床照明灯是否正常,各熔断器有无损坏,如有异常应立即停电检修,无异常可以继续进行。测量强电各部分的电压特别是供CNC及伺服单元用的电源变压器的初次级电压,并作好记录。观察有无漏油,特别是供转塔转位、卡紧,主轴换档的以及卡盘卡紧等处的液压缸和电磁阀。如有漏油应立即停电修理或更换。
3、CNC电箱通电
按CNC电源通电按扭,接通CNC电源,观察CRT显示,直到出现正常画面为止。如果出现ALARM显示,应该寻找故障并排除,此时应重新送电检查。打开CNC电源,根据有关资料上给出的测试端子的位置测量各级电压,有偏差的应调整到给定值,并作好记录。将状态开关置于适当的位置,如日本FANUC系统应放置在MDI状态,选择到参数页面。逐条逐位地核对参数,这些参数应与随机所带参数表符合。如发现有不一致的参数,应搞清各个参数的意义后再决定是否修改,如齿隙补偿的数值可能与参数表不一致,这在进行实际加工后可随时进行修改。将状态选择开关放置在JOG位置,将点动速度放在最低档,分别进行各坐标正反方向的点动操作,同时用手按与点动方向相对应的超程保护开关,验证其保护作用的可靠性,然后,再进行慢速的超程试验,验证超程撞块安装的正确性。将状态开关置于回零位置,完成回零操作,参考点返回的动作不完成就不能进行其它操作。因此遇此情况应首先进行本项操作,然后再进行第4项操作。将状态开关置于JOG位置或MDI位置,进行手动变档试验,验证后将主轴调速开关放在最低位置,进行各档的主轴正反转试验,观察主轴运转的情况和速度显示的正确性,然后再逐渐升速到最高转速,观察主轴运转的稳定性。进行手动导轨润滑试验,使导轨有良好的润滑。逐渐变化快移超调开关和进给倍率开关,随意点动刀架,观察速度变化的正确性。
4、MDI测试
第一,测量主轴实际转速将机床锁住开关放在接通位置,用手动数据输入指令,进行主轴任意变档,变速试验,测量主轴实际转速,并观察主轴速度显示值,调整其误差应限定在5%之内。第二,进行转塔或刀座的选刀试验,其目的是检查刀座或正、反转和定位精度的正确性。第三,功能试验根据定货的情况不同,功能也不同,可根据具体情况对各个功能进行试验。为防止意外情况发生,最好先将机床锁住进行试验,然后再放开机床进行试验。第四,EDIT功能试验将状态选择开关置于EDIT位置,自行编制一简单程序,尽可能多地包括各种功能指令和辅助功能指令,移动尺寸以机床最大行程为限,同时进行程序的增加,删除和修改。第五,自动状态试验将机床锁住,用编制的程序进行空运转试验,验证程序的正确性,然后放开机床,分别将进给倍率开关,快速超调开关,主轴速度超调开关进行多种变化,使机床在上述各开关的多种变化的情况下进行充分地运行,后将各超调开关置于百分之百的位置,使机床充分运行,观察整机的工作情况是否正常。
总之,对整体的机床,其调和可安装工作也相对比较简单,数控机床到安装场地后一般不需要重新组装链接,由于它的整体刚性比较好,一般只需要接通上电,将数控机床调整到平衡水平之后就能正常使用了,但对于大型的数控机床,在数控机床发货之前,由于运输等因素,会把机床的部分组件解散,并分箱包装运输,当机床到达目的用户场地后再进行组装并重新调试,其工序也比较复杂,安装CNC数控机床的地方需要保持通风,以及宽敞的场地,以便操作人员的及作业人员的方便使用。