彭秋阳, 雷群

(广州市昊志机电股份有限公司, 广州 510000)

为满足加工性能、效率和可靠性的需求,高性能机床对主轴的精度、热稳定性、刚度、抗振性及可靠性(包括装配性与维修性)提出了较高要求[1-2]。轴承作为主轴的支承件,其性能对主轴性能的影响很大[3]。国内轴承的精度和可靠性与国外轴承相比存在一定差距[4-5],机床主轴轴承长期依赖进口,而国内轴承则多用于维修或低价值领域[6]。国产金属切削机床的低速主轴已大量使用国内滚子轴承,而国产加工中心主轴则多用国外角接触球轴承。

由于国外轴承价格及交付周期存在劣势,限制了其快速响应市场及客户差异化的需求,为替代国外轴承,国内对轴承的设计制造和装配应用进行了相关研究[7-16]。文献[10]指出其研制的机床主轴轴承(陶瓷球混合轴承7008C和7014C)公差等级已达P2级。文献[11-16]分析了轴承安装配合对整机性能的影响,但缺乏国内外轴承装机性能对比数据和国内轴承应用案例,从而限制了国内轴承在机床主轴上的推广应用。

本文以需求量较大而国产化程度较低的脂润滑角接触球轴承(GCr15套圈、陶瓷球)为研究对象,设计了主轴轴承应用性能对比试验:通过套圈圆度和波纹度检测评估装配性,通过装机后进行主轴台架试验评估精度、静刚度、温升,通过机床切削试验评估抗振性,通过主轴台架运转测试和发货跟踪评估可靠性。

1 试验

1.1 试验轴承及主轴

以带密封圈的脂润滑角接触球轴承7014为研究对象,选择4个品牌轴承进行对比试验,A,B为国外轴承,有加工中心主轴应用案例,C,D为国内轴承,各品牌轴承参数见表1。……