來點干貨——深入討論貼——磨床采用何種結構主軸最優

jiangssli

rusher1221 發表于 2012-8-28 20:32
用任何結構的軸承都可以做到很好，但是我們要考慮現實的約束條件。比如工人技術、比如現有機床的加工精度 ...

    由于以前主要是干車床,半路出家曾經搞過一段時間數控車的改造工作,但是對于磨床主軸結構真的不是太了解
  目前機床使用要求也不算很高,首先滿足2點:
& ]- @8 J. V/ i) D" l/ x 1: 機床連續使用時間比較長,因為是磨削,切削力不大.
- P/ d$ X* I7 p4 O: Z 2: 回轉精度要求跳動0.008以內.軸向,徑向竄動0.008以內.

9 S; O% J7 l! E9 e3 ?8 Y8 F. k  說白了其實就是把好一點的數控車改成數控磨床,把主軸弄成伺服驅動,可以分度....我這邊目前偏向于角接觸的軸承,因為主軸轉速不高,應該壽命不是什么問題...
' _* r% v7 T1 X* b1 g4 X. g  還請多多指點.
# z+ n& f) H; L

rusher1221

螺旋線 發表于 2012-8-29 08:56
慚愧啊，本人是弄電控的，主軸只是見過一些，只能表象上談談，不對還請猛拍才是。
小規格的普通外磨，通常 ...

! P0 ]/ I' ]1 `0 K& n7 F- w動壓主軸靠人工，但是目前國內制造的主軸（材料及熱處理）質量不是特別理想；而且很奇怪，雙金屬合金的瓦甚少見到巴氏合金的，一般青銅比較多。但是據我了解，國產Pb30的青銅一直沒解決偏析問題。解決方法是降低鉛含量。而且軸瓦結構的瓦背直線度很難控制好。所以這東西國內其實是做不好的。只能說普通機床上用用還行。
但是動壓主軸制造好的話油膜剛性比較強，所以在普通精度達切削量的情況下還算比較經濟實惠的選擇。另外瓦背的螺塞質量也不大好（螺紋精度、頻繁啟動下的材料疲勞強度差），所以精度保持性較難提高。

動靜壓軸系，在我看就是個噱頭。宣傳結合動壓和靜壓的優點。我看是兩不搭，靠忽悠吃飯。號稱60-70年代就成熟的工藝，居然到現在沒有一個企業能做到大批量生產。這種軸套的多個加工位置的同軸度在我看來根本沒辦法保證。油腔的一致性也完全不具備工藝可操作性。使用的話，只能說不加載荷前提下軸的回轉精度還行——這個算所有靜壓主軸的特點吧。端面節流不能調節單個油腔的流量，小孔節流據說是提高。但是靠節流來調整工藝性也不夠理想。

! I# t: E- |1 T3 l靜壓軸系，抑震性好的不得了，但是節流器做不好。尤其是常見的薄膜反饋節流。如果薄膜做的好的話，號稱是剛性無窮大。但是因為薄膜做不好（材料問題解決不了），剛性很難提高。做小切削量高精度磨削還行。

上海機床廠的MG系列磨床使用動靜壓主軸。我看是靜壓主要部分，動壓做做噱頭罷了。只是奇怪，豐田工機帶動靜壓主軸的磨床比其他的貴很多，不知道小鼻子是真能解決銅套偏心油腔的加工精度問題還是被中國人給忽悠了。

滾動軸承的壽命我覺得是軸、軸套、軸承座的加工精度問題，另外還有安裝精度問題。FAG和SKF的軸承號稱很少出現疲勞失效情況。我倒愿意相信軸承主軸壽命短主要是安裝未到位，或者潤滑脂的壽命到了，但是沒及時更換。這種軸的趨勢將是不可擋，學習能力強的企業必定在這段向德國學習的沖刺過程領先。

斯圖德的大錐度動壓軸體現的手工的極限。所有的最高精度的機床肯定是手工出來的，這個主軸情況也是這樣。

& `8 I8 _9 }* g2 y/ s2 f
5 B. ]3 F) i6 {1 h. z不知道大俠對主軸材料和熱處理工藝的看法如何？
' I! N) s' M; _

王樹大

咱先不說軸承，我覺得主軸接口很重要，磨床的主軸有些內圓磨需要探出很長，主軸承再好這軸伸段設計不合理精度也難以提高，主要體現在砂輪磨頭的安裝連接方式不可靠。還有有必要發明快裝砂輪軸設計的主軸，就像加工中心主軸一樣可以免匙型快換砂輪頭。很多時候修形好的砂輪盤可以快速放進盤庫，然后選擇另一種砂輪，砂輪軸的換裝比加工中心刀具考慮的還要復雜些吧。

螺旋線

主軸材料俺就不了解了，我們采用是滲氮工藝，但臺灣通常采用滲碳做深冷處理。深冷處理按說是成熟工藝了，可以提高耐磨性。
無論是什么軸系，定性處理是關鍵所在。
2 F& v2 O& F. z) w/ [) _% H& V無錫采用了陶瓷主軸和銀瓦，用在鈦合金的無心磨上，據說相當牛，但沒見過實物。但在日本的設備上看到過陶瓷涂層，只是到一定年限會發生龜裂現象。
動靜壓據說是在理論上就存在缺陷，至于同軸和油腔曲線僅僅取決于設備而已。就說豐田工機的動靜壓，北二學到一些東西，但有缺陷，直接的反應就是端面加工容易出現裂紋和燒傷，俺分析是其軸竄不穩定。
滾動軸系牽扯的東西太多了。舉個例子，某單位經常需要更換高速磨頭的軸承，有次，維修廠說原裝軸承暫時沒貨，然后用FAG的替代，結果運轉2小時后燒毀。后更換成原廠的軸承后又啥事沒有。維修廠肯定是懂里面一些東西的，但還有更深的一些東西并不掌握。

rusher1221

螺旋線 發表于 2012-8-29 20:31
主軸材料俺就不了解了，我們采用是滲氮工藝，但臺灣通常采用滲碳做深冷處理。深冷處理按說是成熟工藝了，可 ...

4 w, e' D1 }2 w' _0 l5 ?) ~無錫的應該是陶瓷鍍層和巴氏合金軸瓦。據說陶瓷涂層是從美國進口的。
巴氏合金和鋼瓦背的結合不好控制，不知道他們解決的怎么樣了。以前好像在鋼瓦背上銑出燕尾來加強結合力，這個是不是辦法的辦法。
, g. Y5 b- d) K0 W4 \6 Z+ a/ z至于陶瓷涂層，不知道其目的是什么。增加使用年限吧？做好了38CrMoAlA的軸能用10年+。降低熱膨脹？還不如加套主軸油溫控制系統。
8 Y+ k) f$ q; M* N
" W/ G2 c6 ?, O% {* x( ?動靜壓在理論的缺陷可能是渦流不好測量和控制。北航據說80年代做過實驗，負責人還拿了大獎。

+ T$ s7 K2 E) D4 q( w+ _0 N至于大俠舉的例子中運轉2小時燒壞的軸承，應該裝好后手一盤馬上有感覺。這樣的軸還上機轉高速，起碼安裝者的責任心是絕對需要提高的。
& \! R+ V7 Y& Z

$ j# X6 v: H1 y  x5 \+ E看大俠資料是在濟南？

rusher1221

對了。動靜壓鬼子好像應用到硬盤上，據說是用液壓的表面張力來實現靜壓，然后帶一點點動壓。硬盤轉速能提高，而且減振性強。
4 F$ R" j4 G: _2 P  u
不知道論壇里有沒有人了解這個的。

東風設備

rusher1221 發表于 2012-8-27 22:56
( S% T. u3 S% l$ b- r; d6 \! @傳個資料。大家先看看。

- x! o( t* I( {$ z" D沒下來，倒扣3分

螺旋線

rusher1221 發表于 2012-8-29 21:22
無錫的應該是陶瓷鍍層和巴氏合金軸瓦。據說陶瓷涂層是從美國進口的。
: g7 F1 }) X3 v' p! u巴氏合金和鋼瓦背的結合不好控制， ...

陶瓷是取其耐磨性，另外有熱障的作用。那瓦絕對是鍍銀的。他們買了相應的設備。
巴氏合金其實在臺灣應用特別廣泛，小瓦，結合強度不是問題，但大瓦離心澆注比較困難了。
那個高速主軸燒掉，要說原因并不復雜。按小鼻子的套路，其實很多深層次的訣竅他們是屏蔽掉的，按他的安裝規范，使用他的配件是沒任何問題的。整個安裝過程中沒使用任何扭力工具，也不是看手感，是測量一些幾何尺寸數據來保證安裝工藝水準。這樣他可以牢牢卡住配件。那軸承，NTN是僅供貨給他，要買，得通過他來買。4盤軸承，兩大兩小，大的外徑在60左右，要近3萬塊。說到手感，這東西完全不可琢磨，全憑個人的感覺，不可復制。
俺是在濟南。因此，大俠對動壓瓦的一些看法是有問題的，15年前都用得好好的東西，現在不行了，那顯然不是技術，工藝層面的原因。前幾天，看到一臺進口的大磨床，動壓的，居然還帶塊表，相當神奇。砂輪箱從未修過，磨出的活那個漂亮啊。但一問年限，嚇一跳：48年出品！
* F: _7 y+ Y, F0 s
& }0 ^7 ~$ H4 t$ a

rusher1221

動壓要做好，牽涉的問題比軸承要多。——這是我的看法。可能你的看法和我恰好相反。

duanyz

凡人一個 發表于 2012-8-29 09:41
1 ?; }4 I1 N8 [% m) d動壓軸承和靜壓軸承，很多人會理解錯誤。
6 w# H) `% B3 a& I# u' {# e- A主軸旋轉后，才能夠建立壓力（油膜）的，是動壓軸承。
用油泵輸 ...

3 Y0 Y% [( m& K) N" O原來是這樣啊，我還以為那些自潤滑的軸套叫靜壓軸承
( W/ y+ ~8 z* u# [6 g0 N% i