主軸的合理選用 

用於(yu) 機床主軸上的軸承精度應為(wei) ISO P5或以上（P5 或P4 是ISO的精度等級，通常從(cong) 低到高為(wei) P0、P6、P5、P4、P2），而對於(yu) 數控機床、加工中心等高速、高精密機床的主軸支承，則需選用ISO P4或以上的精度。主軸軸承包括角接觸球軸承、圓錐滾子軸承，以及圓柱滾子軸承等類型。 

1. 精密角接觸球軸承 

在上述的幾種軸承中，以精密角接觸球軸承（圖1）的使用最為(wei) 廣泛。角接觸球軸承的滾動體(ti) 是球，因為(wei) 它是一種點接觸（區別於(yu) 滾子軸承的線接觸），所以能提供更高的轉速、更小的發熱量和更高的旋轉精度。在一些超高速的主軸應用場合，還會(hui) 采用陶瓷球（一般為(wei) Si3N4或者是Al2O3）的混合型軸承。與(yu) 傳(chuan) 統的全淬透鋼球相比，陶瓷球材料自身的特點賦予了陶瓷球軸承具有高剛度、高轉速、耐高溫、壽命長的特點，從(cong) 而滿足高端客戶對機床軸承產(chan) 品的需求。

 
精密角接觸球軸承

就角接觸球軸承的接觸角而言，目前比較流行的是15和25的接觸角；通常15的接觸角具有比較高的轉速性能，而25的接觸角具有較高的軸向承載能力。由於(yu) 預載的選擇對於(yu) 精密角接觸球軸承應用的影響非常大，如在高承載、高剛性的場合，一般會(hui) 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，在軸承的早期選型中，需要注意選擇合適的預載。預載一般分成輕型、中型、重型三種，一般輕預載比較常見。為(wei) 了方便客戶的使用，目前世界上的幾大軸承製造商都普遍提供預先研磨軸承端麵而加預載的軸承，也就是人們(men) 通常所說的萬(wan) 能配對精密角接觸球軸承形式。該類軸承免去了客戶的預載調節，從(cong) 而節省了安裝時間。 

2. 精密圓錐滾子軸承 

在一些重載且對速度有一定要求的機床應用場合中，如鍛件的荒磨、石油管道的車絲(si) 機、重型車床和銑床等，選擇精密圓錐滾子軸承是一種比較理想的方案。由於(yu) 圓錐滾子軸承的滾子是線接觸的設計，因此它能為(wei) 主軸提供很高的剛性和承載；另外，圓錐滾子軸承是一種純滾動的軸承設計，它能很好地降低軸承運轉扭矩和發熱，從(cong) 而確保主軸的轉速和精度。由於(yu) 圓錐滾子軸承能夠在安裝過程中調節軸向預載（遊隙），這能讓客戶在軸承的整個(ge) 使用周期中更好地優(you) 化軸承遊隙調節。 

此外，在一些內(nei) 圈擋邊線速度大於(yu) 30m/s的高速應用中，某些特殊設計的圓錐滾子軸承也能滿足要求，如TSMA軸承或Hydra-Rib液力浮動擋邊軸承（圖2）。TSMA軸承的擋邊有多個(ge) 軸向方向的潤滑油孔，可采用循環油潤滑或油霧潤滑，離心力可將油分布到滾子與(yu) 擋邊接觸區，從(cong) 而能更充分地潤滑軸承，提高軸承轉速。而Hydra-Rib液力浮動擋邊軸承是專(zhuan) 為(wei) 優(you) 化主軸係統的預載而設計，軸承有可浮動的擋邊，與(yu) 滾子大端接觸，不像常見的軸承有固定內(nei) 圈擋邊；且該浮動擋邊由“壓力”係統定位，這樣就能保證軸承在各個(ge) 工況條件下都能發揮最優(you) 異的性能, 並且已經成功地在國內(nei) 客戶中使用。

 
帶液力浮動擋邊軸承的主軸設計

對於(yu) 圓錐滾子軸承的精度選擇而言，ISO P5級的軸承主要應用在傳(chuan) 統的車床和銑床中；如果是加工中心、磨床等應用，通常會(hui) 選擇ISO P4或以上的精密軸承。在主軸設計中，比較常見的圓錐滾子軸承布局有兩(liang) 種。第一種是前端和後端各采用一個(ge) 圓錐滾子軸承，並采用麵對麵的安裝方式，這類設計結構緊湊，剛度高且便於(yu) 安裝和調節。 

第二種是采用兩(liang) 個(ge) 圓錐滾子軸承麵對麵安裝作為(wei) 主軸的前端，而後端使用一個(ge) 雙外圈、兩(liang) 個(ge) 單內(nei) 圈的軸承（TDO）作為(wei) 浮動端使用；由於(yu) 具有浮動能力，這類設計能很好地承受主軸的軸向熱膨脹，且剛度很高，保證了機床的精度。 

3. 精密圓柱滾子軸承 

在機床主軸的應用中，雙列精密圓柱滾子軸承也會(hui) 被使用到，通常與(yu) 精密角接觸球軸承或推力軸承組合應用。此類軸承能承受較大的徑向載荷並允許有較高的轉速。軸承中的兩(liang) 列滾子以交叉方式排列，旋轉時波動頻率比單列軸承大幅提高，振幅降低60%～70%。此類軸承通常有兩(liang) 種形式：NN30、NN30K兩(liang) 個(ge) 係列軸承內(nei) 圈帶擋邊，外圈可分離；NNU49、NNU49K兩(liang) 個(ge) 係列軸承外圈帶擋邊，內(nei) 圈可分離，其中NN30K和NNU49K係列內(nei) 圈為(wei) 錐孔（錐度1:12），與(yu) 主軸的錐形軸頸配合，軸向移動內(nei) 圈，可使內(nei) 圈脹大，這樣軸承遊隙可以被減小甚至預緊軸承（負遊隙狀態）。圓柱孔軸承通常采用熱裝，利用過盈配合減小軸承遊隙，或者預緊軸承。對內(nei) 圈可分離的NNU49係列軸承，一般在內(nei) 圈裝上主軸後再對滾道精加工，以提高主軸旋轉精度。 #p#分頁標題#e#

轉台軸承的合理選型 

數控機床中常用的回轉工作台有分度工作台和數控回轉工作台。數控機床在加工某些零件的時候，除了需要X、Y、Z三個(ge) 坐標軸的直線進給運動外，有時候還需要有繞X、Y、Z三個(ge) 坐標軸的圓周運動，分別稱為(wei) A、B、C軸。 

數控回轉工作台可用來實現圓周進給運動，除此之外，還可以完成分度運動。而分度工作台的功用隻是將工件轉位換麵，和自動換刀裝置配合使用，實現工件一次安裝能完成幾個(ge) 麵的多種工序，因此，大大提高了工作效率。數控轉台的外形和分度工作台沒有多大差別，但在結構上則具有一係列的特點。由於(yu) 數控轉台能實現進給運動，所以它在結構上和數控機床的進給驅動機構有許多共同之處。不同點是驅動機構實現的是直線進給運動，而數控轉台實現的是圓周進給運動。 

回轉工作台廣泛地使用於(yu) 各種數控銑床、鏜床、各種立車以及立銑等機床。除了要求回轉工作台能很好地承受工件重量外，還需要保證其在承載下的回轉精度。轉台軸承，作為(wei) 轉台的核心部件，在轉台運行過程中，不僅(jin) 要具有很高的承載能力，還需具備高回轉精度、高抗傾(qing) 覆能力、以及較高的轉速能力等。 

1. 推力球軸承+圓柱滾子軸承 

推力球軸承能承受一定的軸向力，所以該軸承主要用於(yu) 承受工件的重量；而圓柱滾子軸承主要用於(yu) 徑向的定位和承受外部的徑向力（例如切削力、銑削力等）。該類設計應用廣泛，並且成本也相對比較低廉。由於(yu) 推力球是一種點接觸的軸承，所以它的軸向承載力相對比較有限，主要用於(yu) 小型或中型的機床回轉工作台。此外推力球的潤滑也比較困難。 

2. 靜壓軸承+精密圓柱滾子軸承 

靜壓軸承是一種靠外部供給壓力油，在軸承內(nei) 建立靜壓承載油膜以實現液體(ti) 潤滑的滑動軸承。液體(ti) 靜壓軸承從(cong) 起動到停止始終在液體(ti) 潤滑下工作，所以沒有磨損，使用壽命長，起動功率小；此外，這種軸承還具有旋轉精度高，油膜剛度大，能抑製油膜振蕩等優(you) 點。精密圓柱滾子軸承具有很好的徑向承載力，並且由於(yu) 采用了精密級的軸承，回轉工作台的回轉精度也能得到保證。使用該類設計的回轉工作台能承受很高的軸向力，有些工件的重量超過200t以上，轉台直徑超過10m。但是該類設計也有一些不足之處，由於(yu) 靜壓軸承必須附帶一套專(zhuan) 用的供油係統來供給壓力油，維護比較複雜，而且成本也比較高。 

3. 交叉滾子軸承 

交叉滾子軸承（圖3）在轉台上的應用比較普遍。交叉滾子軸承的特征是軸承中有兩(liang) 個(ge) 滾道, 兩(liang) 排交叉排列的滾子。與(yu) 傳(chuan) 統的推力軸承+徑向定心軸承組合相比（圖4），交叉滾子軸承結構緊湊、體(ti) 積小巧，並簡化了工作台設計，從(cong) 而降低了轉台的成本。

另外，由於(yu) 使用了優(you) 化的預緊力，該類軸承具有很高的剛度，因而轉台的剛度和精度也都得到了保證。得益於(yu) 兩(liang) 排交叉滾子的設計，軸承的有效跨距能被顯著提高，所以該類軸承具有很高的抗傾(qing) 覆力矩。在交叉滾子軸承中，又分成兩(liang) 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。通常，圓柱交叉滾子軸承價(jia) 格比圓錐交叉滾子軸承低，適用於(yu) 轉速相對較低的轉台應用中；而圓錐交叉滾子軸承采用了圓錐滾子的純滾動設計，具有運轉精度高，轉速能力強，減少了軸長度和加工成本等優(you) 勢。交叉滾子軸承適用於(yu) 各種類型的立式或臥式鏜床，以及立磨、立車和大型齒輪銑床等應用。 

總而言之，軸承作為(wei) 機床主軸和轉台的核心部件，對機床的運行表現起到了舉(ju) 足輕重的作用。為(wei) 了能選擇合適尺寸和類型的軸承，我們(men) 需要綜合考慮各種工況條件，例如運行速度、潤滑、安裝類型、主軸剛度、精度等要求。就軸承本身而言，隻有充分地了解它的設計特點以及由此帶來的優(you) 點和缺點，才能發揮出軸承的最佳性能。