數(shù)控機床中常用的轉臺包括分度臺和數(shù)控轉臺。
數(shù)控機床在加工某些零件時,不僅需要X、y、Z軸的直線進給運動,而且還需要繞X、y、Z軸作圓周運動,分別稱為a、B、C軸。利用數(shù)控轉臺可以實現(xiàn)圓進給運動,此外還可以完成分度運動。分度臺的作用只是改變工件的表面,并配合自動換刀裝置,使工件一次安裝完畢,可在多個表面上完成多種工序。從而大大提高了工作效率。金屬加工在線數(shù)控轉臺的外形和分度臺雖然沒有太大區(qū)別,但在結構上有一系列的特點。由于數(shù)控轉臺可以實現(xiàn)進給運動,在結構上與數(shù)控機床的進給傳動機構有許多共同之處。不同之處在于傳動機構實現(xiàn)了直線進給運動,而數(shù)控轉臺實現(xiàn)了圓周進給運動。
回轉工作臺廣泛應用于各種數(shù)控銑床、鏜床、各種立式車床和立式銑床。除了要求調頭
工作臺能夠很好地承受工件的重量,也需要保證其在負載下的旋轉精度。轉臺軸承作為轉臺的核心部件,不僅要有較高的承載能力,還要在轉臺運行過程中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。
1、推力球軸承進行圓柱滾子通過軸承
推力球軸承可以承受一定的軸向力,所以軸承主要用來承受工件的重量;圓柱滾子軸承主要用于徑向定位和承受外部徑向力(如切削力、銑削力等)。).這種設計應用廣泛,成本相對較低。由于推力球是點接觸軸承,其軸向承載能力相對有限,主要用于中小型機床轉臺。此外,推力球的潤滑也很困難。
2、靜態(tài)壓力軸承精密圓柱滾子軸承
靜壓軸承是一種依靠外部壓力油供給,在軸承內建立靜壓軸承油膜來實現(xiàn)潤滑的滑動軸承。靜液軸承從啟動到停止都在潤滑狀態(tài)下工作,無磨損,使用壽命長,啟動功率低。此外,該軸承具有旋轉精度高、油膜剛度大、抑制油膜振蕩等優(yōu)點。精密圓柱滾子軸承具有良好的徑向承載能力,由于采用了精密軸承,轉臺的回轉精度也能得到保證。采用這種設計設計的轉臺能承受較大的軸向力,部分部件重量超過200t,轉臺直徑大于10m,但這種設計也有一些不足之處,因為靜壓軸承必須附加一套專用的供油系統(tǒng)來供給壓力油,維修較多復雜,而且成本相對較高。
3、交叉滾子軸承
交叉滾子軸承廣泛應用于轉臺中。交叉滾子軸承是擁有屬性軸承有兩個滾道,兩排交叉排列的滾子。與傳統(tǒng)的推力軸承組合相比,交叉滾子軸承結構緊湊,體積小,簡化了工作臺的設計,從而降低了轉臺的成本。由于優(yōu)化的預緊力,這種軸承具有很高的剛度,從而保證了轉臺的剛度和精度。采用兩排交叉滾子的設計,大大提高了軸承的有效跨度,使軸承具有較高的抗傾覆扭矩。在交叉滾子軸承中,又分為兩種類型: 第一種是圓柱交叉滾子軸承,第二種是圓錐交叉滾子軸承。一般來說,圓柱交叉滾子軸承比圓錐交叉滾子軸承便宜,適用于轉臺應用相對較低的轉速,而圓錐交叉滾子軸承是純滾動設計的圓錐滾子,具有高運行精度,速度能力,減少軸的長度和加工成本等優(yōu)點。交叉滾子軸承適用于各種類型的立式或臥式鏜床,以及立式磨床、立式車床和大型銑齒機的應用。
一、用于機床主軸上的軸承精度要達到P5級以上,而對于數(shù)控機床、加工中心等高速、高精密機床的轉臺軸承,則需選用P4級或以上的精度。
二、主軸軸承包括角接觸球軸承,圓柱、圓錐滾子軸承,交叉圓錐滾子軸承,以及交叉圓柱滾子軸承等類型。就角接觸球軸承的接觸角而言,目前比較流行的是15o和25o的接觸角;通常15o的接觸角具有比較高的轉速性能,而25o的接觸角具有較高的軸向承載能力。
第三,對于交叉滾子軸承不需要接觸角,單一一組軸承可以滿足軸向、徑向負載的需要,如果需要較高的剛性可以選擇橫錐形滾子軸承。由于預載的選擇對于精密角接觸球軸承應用的影響非常大,例如,在高承載、高剛性的場合,一般會選用中型或重型的軸承預載;而針對一些高轉速、高精度的應用場合,我們在軸承的早期選型中,需要注意選擇合適的預載,一般輕預載比較常見。預載一般分成輕型、中型、重型三種,一般輕預載比較常見,如交叉滾子軸承、YRT軸承都選擇高預緊的負游隙設計。
如果工作臺加工區(qū)的金屬灰塵進入數(shù)控轉臺內部,會被吸附到轉子上,數(shù)控轉臺影響電機的性能甚至會導致其失效,所以通常在設計中,需要采取迷宮結構和氣密封相結合的方式,持續(xù)吹入干凈干燥的氣體,以保證電機安全可靠地運轉。在密封時必須充分考慮,如果電機遇到冷卻劑侵入,會造成其絕緣降低或退化。另外,轉臺上所采用的軸承和編碼器皆為精密機械運動件和檢測系統(tǒng)元件,使用中必須能夠保證其進行密封材料結構的可靠性。