来点干货——深入讨论贴——磨床采用何种结构主轴最优

jiangssli · 发表于 2012-8-29 12:21:46

rusher1221 发表于 2012-8-28 20:32 6 ~) p( E9 U2 P H5 Q: w
用任何结构的轴承都可以做到很好，但是我们要考虑现实的约束条件。比如工人技术、比如现有机床的加工精度 ...

由于以前主要是干车床,半路出家曾经搞过一段时间数控车的改造工作,但是对于磨床主轴结构真的不是太了解
  目前机床使用要求也不算很高,首先满足2点:
1: 机床连续使用时间比较长,因为是磨削,切削力不大.
2: 回转精度要求跳动0.008以内.轴向,径向窜动0.008以内.

  说白了其实就是把好一点的数控车改成数控磨床,把主轴弄成伺服驱动,可以分度....我这边目前偏向于角接触的轴承,因为主轴转速不高,应该寿命不是什么问题...
  还请多多指点.

rusher1221 · 发表于 2012-8-29 19:51:26

螺旋线发表于 2012-8-29 08:56
0 Q. n/ N) U+ h. Q. f惭愧啊，本人是弄电控的，主轴只是见过一些，只能表象上谈谈，不对还请猛拍才是。4 X+ R, p" {8 Q: G% N
小规格的普通外磨，通常 ...

动压主轴靠人工，但是目前国内制造的主轴（材料及热处理）质量不是特别理想；而且很奇怪，双金属合金的瓦甚少见到巴氏合金的，一般青铜比较多。但是据我了解，国产Pb30的青铜一直没解决偏析问题。解决方法是降低铅含量。而且轴瓦结构的瓦背直线度很难控制好。所以这东西国内其实是做不好的。只能说普通机床上用用还行。
但是动压主轴制造好的话油膜刚性比较强，所以在普通精度达切削量的情况下还算比较经济实惠的选择。另外瓦背的螺塞质量也不大好（螺纹精度、频繁启动下的材料疲劳强度差），所以精度保持性较难提高。

动静压轴系，在我看就是个噱头。宣传结合动压和静压的优点。我看是两不搭，靠忽悠吃饭。号称60-70年代就成熟的工艺，居然到现在没有一个企业能做到大批量生产。这种轴套的多个加工位置的同轴度在我看来根本没办法保证。油腔的一致性也完全不具备工艺可操作性。使用的话，只能说不加载荷前提下轴的回转精度还行——这个算所有静压主轴的特点吧。端面节流不能调节单个油腔的流量，小孔节流据说是提高。但是靠节流来调整工艺性也不够理想。

静压轴系，抑震性好的不得了，但是节流器做不好。尤其是常见的薄膜反馈节流。如果薄膜做的好的话，号称是刚性无穷大。但是因为薄膜做不好（材料问题解决不了），刚性很难提高。做小切削量高精度磨削还行。

上海机床厂的MG系列磨床使用动静压主轴。我看是静压主要部分，动压做做噱头罢了。只是奇怪，丰田工机带动静压主轴的磨床比其他的贵很多，不知道小鼻子是真能解决铜套偏心油腔的加工精度问题还是被中国人给忽悠了。

滚动轴承的寿命我觉得是轴、轴套、轴承座的加工精度问题，另外还有安装精度问题。FAG和SKF的轴承号称很少出现疲劳失效情况。我倒愿意相信轴承主轴寿命短主要是安装未到位，或者润滑脂的寿命到了，但是没及时更换。这种轴的趋势将是不可挡，学习能力强的企业必定在这段向德国学习的冲刺过程领先。

斯图德的大锥度动压轴体现的手工的极限。所有的最高精度的机床肯定是手工出来的，这个主轴情况也是这样。

不知道大侠对主轴材料和热处理工艺的看法如何？

王树大 · 发表于 2012-8-29 20:23:57

咱先不说轴承，我觉得主轴接口很重要，磨床的主轴有些内圆磨需要探出很长，主轴承再好这轴伸段设计不合理精度也难以提高，主要体现在砂轮磨头的安装连接方式不可靠。还有有必要发明快装砂轮轴设计的主轴，就像加工中心主轴一样可以免匙型快换砂轮头。很多时候修形好的砂轮盘可以快速放进盘库，然后选择另一种砂轮，砂轮轴的换装比加工中心刀具考虑的还要复杂些吧。

螺旋线 · 发表于 2012-8-29 20:31:48

主轴材料俺就不了解了，我们采用是渗氮工艺，但台湾通常采用渗碳做深冷处理。深冷处理按说是成熟工艺了，可以提高耐磨性。
无论是什么轴系，定性处理是关键所在。
无锡采用了陶瓷主轴和银瓦，用在钛合金的无心磨上，据说相当牛，但没见过实物。但在日本的设备上看到过陶瓷涂层，只是到一定年限会发生龟裂现象。
动静压据说是在理论上就存在缺陷，至于同轴和油腔曲线仅仅取决于设备而已。就说丰田工机的动静压，北二学到一些东西，但有缺陷，直接的反应就是端面加工容易出现裂纹和烧伤，俺分析是其轴窜不稳定。
滚动轴系牵扯的东西太多了。举个例子，某单位经常需要更换高速磨头的轴承，有次，维修厂说原装轴承暂时没货，然后用FAG的替代，结果运转2小时后烧毁。后更换成原厂的轴承后又啥事没有。维修厂肯定是懂里面一些东西的，但还有更深的一些东西并不掌握。

rusher1221 · 发表于 2012-8-29 21:22:21

螺旋线发表于 2012-8-29 20:31
, C/ m$ ?1 f/ ~" ^. o b2 J主轴材料俺就不了解了，我们采用是渗氮工艺，但台湾通常采用渗碳做深冷处理。深冷处理按说是成熟工艺了，可 ...

无锡的应该是陶瓷镀层和巴氏合金轴瓦。据说陶瓷涂层是从美国进口的。
巴氏合金和钢瓦背的结合不好控制，不知道他们解决的怎么样了。以前好像在钢瓦背上铣出燕尾来加强结合力，这个是不是办法的办法。
至于陶瓷涂层，不知道其目的是什么。增加使用年限吧？做好了38CrMoAlA的轴能用10年+。降低热膨胀？还不如加套主轴油温控制系统。

动静压在理论的缺陷可能是涡流不好测量和控制。北航据说80年代做过实验，负责人还拿了大奖。

至于大侠举的例子中运转2小时烧坏的轴承，应该装好后手一盘马上有感觉。这样的轴还上机转高速，起码安装者的责任心是绝对需要提高的。

看大侠资料是在济南？

rusher1221 · 发表于 2012-8-29 21:25:56

对了。动静压鬼子好像应用到硬盘上，据说是用液压的表面张力来实现静压，然后带一点点动压。硬盘转速能提高，而且减振性强。

不知道论坛里有没有人了解这个的。

东风设备 · 发表于 2012-8-29 22:35:03

rusher1221 发表于 2012-8-27 22:56
4 ~. Q% j. Z4 \传个资料。大家先看看。

没下来，倒扣3分

螺旋线 · 发表于 2012-8-30 08:22:13

rusher1221 发表于 2012-8-29 21:22
5 Z" S- A2 _0 i无锡的应该是陶瓷镀层和巴氏合金轴瓦。据说陶瓷涂层是从美国进口的。
) h( `5 K: h" X/ ?2 \5 ?巴氏合金和钢瓦背的结合不好控制， ...

陶瓷是取其耐磨性，另外有热障的作用。那瓦绝对是镀银的。他们买了相应的设备。
巴氏合金其实在台湾应用特别广泛，小瓦，结合强度不是问题，但大瓦离心浇注比较困难了。
那个高速主轴烧掉，要说原因并不复杂。按小鼻子的套路，其实很多深层次的诀窍他们是屏蔽掉的，按他的安装规范，使用他的配件是没任何问题的。整个安装过程中没使用任何扭力工具，也不是看手感，是测量一些几何尺寸数据来保证安装工艺水准。这样他可以牢牢卡住配件。那轴承，NTN是仅供货给他，要买，得通过他来买。4盘轴承，两大两小，大的外径在60左右，要近3万块。说到手感，这东西完全不可琢磨，全凭个人的感觉，不可复制。
俺是在济南。因此，大侠对动压瓦的一些看法是有问题的，15年前都用得好好的东西，现在不行了，那显然不是技术，工艺层面的原因。前几天，看到一台进口的大磨床，动压的，居然还带块表，相当神奇。砂轮箱从未修过，磨出的活那个漂亮啊。但一问年限，吓一跳：48年出品！

rusher1221 · 发表于 2012-8-30 19:22:06

动压要做好，牵涉的问题比轴承要多。——这是我的看法。可能你的看法和我恰好相反。

duanyz · 发表于 2012-9-1 10:31:39

凡人一个发表于 2012-8-29 09:41
( V2 a) o7 f4 P$ @: h/ R动压轴承和静压轴承，很多人会理解错误。$ ^ {: |% ]4 p1 k+ g
主轴旋转后，才能够建立压力（油膜）的，是动压轴承。3 u5 z. L" P0 b
用油泵输 ...

原来是这样啊，我还以为那些自润滑的轴套叫静压轴承

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