數(shù)控機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)軸承選型

轉(zhuǎn)盤是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。隨著國家高端數(shù)控機(jī)床和基礎(chǔ)制造設(shè)備項(xiàng)目的啟動(dòng)，機(jī)械設(shè)備行業(yè)的發(fā)展加快，特別是高速、精密、復(fù)合、智能行業(yè)的數(shù)控機(jī)床行業(yè)，相應(yīng)的轉(zhuǎn)盤軸承也發(fā)展迅速。特別是高速直驅(qū)數(shù)控轉(zhuǎn)盤、高精度數(shù)控轉(zhuǎn)盤、大型重載數(shù)控轉(zhuǎn)盤、浸油數(shù)控轉(zhuǎn)盤等數(shù)控轉(zhuǎn)盤也納入了國家發(fā)展計(jì)劃。

數(shù)控轉(zhuǎn)盤作為數(shù)控機(jī)床的重要附件，是四軸以上數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵功能部件之一。它可以直接用作機(jī)床的工作臺(tái)或機(jī)床的第四軸。安裝在工作臺(tái)上的兩軸轉(zhuǎn)盤甚至可以提升普通的三軸加工中心，實(shí)現(xiàn)任何形狀的空間加工。

數(shù)控轉(zhuǎn)盤直接影響甚至決定了機(jī)床的精度和整體性能。支撐軸承類型的結(jié)構(gòu)和精度是決定轉(zhuǎn)盤性能的根本原因。

首先，簡要介紹數(shù)控轉(zhuǎn)盤的類型：數(shù)控轉(zhuǎn)盤分為垂直和水平數(shù)控轉(zhuǎn)盤和垂直/水平數(shù)控轉(zhuǎn)盤；桌面形狀可分為矩形轉(zhuǎn)盤和圓形轉(zhuǎn)盤；單軸轉(zhuǎn)盤、雙軸轉(zhuǎn)盤和多軸轉(zhuǎn)盤；直線坐標(biāo)轉(zhuǎn)盤和交換工作臺(tái)。

數(shù)控轉(zhuǎn)盤支撐的演變：無論轉(zhuǎn)盤形式如何，轉(zhuǎn)盤都需要軸向和徑向支撐。數(shù)控轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)支撐較初來自機(jī)械轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)支撐。在數(shù)控轉(zhuǎn)盤之前，滑動(dòng)軸承基本上列出了機(jī)械轉(zhuǎn)盤支撐。如下圖7所示B，軸向支撐由A和支撐C組成。

軸向支撐保持了原機(jī)械轉(zhuǎn)盤鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，考慮到摩擦、磨損和精度動(dòng)軸承支撐。直到20世紀(jì)80年代末，聚四氟乙烯板才在機(jī)床上得到應(yīng)用和驗(yàn)證。數(shù)控轉(zhuǎn)盤的軸向支撐由鑄鐵滑軌改為塑料導(dǎo)軌，滑動(dòng)摩擦系數(shù)降低到原來的1/3，增加了數(shù)控轉(zhuǎn)盤的有效載荷。如圖8所示，徑向支撐由成對的兩個(gè)向心推力球軸承組成（B）為塑料導(dǎo)軌支撐軸承（A）滑動(dòng)軸承和圓錐滾子軸承（C）負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)臺(tái)軸向載荷和傾覆力矩的組成。

到2001年左右，隨著新技術(shù)和新技術(shù)的不斷應(yīng)用，機(jī)床的加工能力和工藝方法得到了提高。數(shù)控轉(zhuǎn)盤逐漸應(yīng)用于數(shù)控轉(zhuǎn)盤，支撐結(jié)構(gòu)開始向全滾動(dòng)模式轉(zhuǎn)變。如下圖9所示，端滾子軸承A、一對向心推力球軸承B、圓錐滾子軸承C，共同完成數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)主軸臺(tái)面的支撐。

2003年左右，現(xiàn)在用于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)YRT煙臺(tái)環(huán)球機(jī)床附件集團(tuán)首次用于數(shù)控轉(zhuǎn)盤，支撐結(jié)構(gòu)如圖10所示。復(fù)合軸承的滾動(dòng)體分為三部分：A部分、B部分、C部分，A、C兩部分共同完成轉(zhuǎn)臺(tái)的軸向支撐，B部分為轉(zhuǎn)盤提供徑向支撐。

在較小的轉(zhuǎn)盤中，還有雙列圓錐滾子軸承的支撐結(jié)構(gòu)，如圖11所示。A、C提供兩個(gè)圓錐滾子軸承。近年來，直徑為5m在這種情況下，上述支撐類型不再適用于100噸以上的大型數(shù)控轉(zhuǎn)盤。合理的承載結(jié)構(gòu)是靜壓軸承與精密圓柱滾子軸承的結(jié)合。

綜上所述，數(shù)控轉(zhuǎn)盤廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控立車、加工中心、數(shù)控鏜銑床等機(jī)床。除了要求旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)承受工件的重量外，還需要確保其在承載下的旋轉(zhuǎn)精度。作為轉(zhuǎn)盤的核心部件，轉(zhuǎn)盤軸承不僅具有較高的承載能力，而且具有較高的旋轉(zhuǎn)精度、抗傾覆能力和較高的速度能力。