Introducción
En los últimos años, con el progreso continuo de los husillos CNC, el rendimiento ha evolucionado gradualmente hacia una alta velocidad, alta precisión y alta rigidez. Esta tendencia ha planteado mayores requisitos para el diseño, la selección de materiales y el proceso de fabricación de cojinetes de los husillos CNC. Con el fin de satisfacer las necesidades de un procesamiento eficiente moderno, los husillos de las máquinas herramienta han mostrado muchas características nuevas en el diseño, especialmente en la selección y aplicación de materiales de los cojinetes de husillo, que proporcionan una base sólida para lograr un procesamiento de alta precisión y alta velocidad.
Características especiales del diseño
La precisión del husillo de la máquina herramienta se ve afectada directamente por el descentramiento radial del rodamiento, el descentramiento de la cara final y la inconsistencia del diámetro del elemento rodante. Para garantizar la precisión del sistema de husillo y sus piezas de trabajo, la precisión del rodamiento utilizado en el husillo de la máquina herramienta de precisión debe alcanzar P5 o superior. Para máquinas herramienta de alta velocidad y alta precisión, como máquinas CNC y centros de mecanizado, se requieren rodamientos de ultraprecisión de P4 o superior.
La adaptabilidad a alta velocidad también es esencial para los cojinetes de husillo. Con la mejora continua de la velocidad de procesamiento, especialmente en el desarrollo y la mejora de husillos de alta velocidad, como los husillos eléctricos, se imponen mayores requisitos a la adaptabilidad a alta velocidad de los cojinetes. Supongamos que la adaptabilidad a alta velocidad del cojinete no es buena. En ese caso, el sistema de husillo provocará que el cojinete se queme y falle debido al aumento excesivo de temperatura, lo que afectará la precisión del procesamiento y la vida útil del equipo.
Investigación sobre materiales
En cuanto a la selección de materiales, los requisitos de alta precisión, alta velocidad y alta confiabilidad de los rodamientos de husillo de máquinas herramienta hacen que sea difícil que los materiales tradicionales satisfagan las necesidades de las máquinas herramienta modernas. El anillo generalmente está hecho de acero refinado de alta calidad, mientras que el material de la jaula es cobre, plástico y autolubricantes especiales. Los materiales de los elementos rodantes incluyen acero para rodamientos y materiales cerámicos.
Debido a su excelente rendimiento, los materiales cerámicos, principalmente la cerámica de nitruro de silicio, son cada vez más valorados en la fabricación de cojinetes de precisión de alta velocidad. En comparación con el acero para cojinetes tradicional, la gravedad específica de la cerámica de nitruro de silicio es solo un tercio de la del acero, lo que reduce significativamente el nivel de tensión de los elementos rodantes en los anillos durante el funcionamiento a alta velocidad, mejorando así significativamente la velocidad límite del cojinete.
Su dureza es tan alta como 1500HV, el doble que la del acero para cojinetes, y su resistencia a altas temperaturas es tan alta como 1200 ℃, ampliando enormemente el rango de aplicación de los cojinetes.
La aplicación de materiales cerámicos abre un nuevo mundo de materiales para rodamientos y promueve drásticamente el desarrollo de máquinas herramienta de alta velocidad y alta precisión.
Los rodamientos cerámicos se han vuelto ideales para la fabricación de rodamientos de precisión de alta velocidad debido a su baja densidad, alto módulo elástico, bajo coeficiente de expansión térmica, resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión.
Realización de una precisión y velocidad de guiado muy elevadas
En las aplicaciones de electrohusillo, la temperatura de los cojinetes es desigual debido al gran gradiente del campo de temperatura del husillo, lo que provoca un desequilibrio en las cargas axiales y radiales. Esta carga desigual afectará la rigidez del cojinete y la vida útil del grupo de cojinetes en tándem. Por lo tanto, es fundamental utilizar materiales y diseños adecuados para garantizar la estabilidad y precisión de los cojinetes durante el funcionamiento a alta velocidad.
Conclusión
A medida que los husillos de las máquinas herramienta evolucionan hacia una alta velocidad y una alta precisión, los cojinetes de husillo tienen mayores requisitos en cuanto a diseño y materiales. La introducción de materiales cerámicos ofrece nuevas posibilidades para el desarrollo de cojinetes de alto rendimiento, que ayudan a lograr una mayor precisión y velocidad de procesamiento. Con el avance continuo de la tecnología, los husillos de las máquinas herramienta seguirán avanzando hacia velocidades más altas, mayor precisión y una vida útil más prolongada.
Resumen de preguntas frecuentes basadas en el artículo
1. ¿Cuál es la tendencia de desarrollo de los husillos de las máquinas herramienta modernas?
Los husillos CNC evolucionan hacia alta velocidad, precisión y rigidez.
2. ¿Por qué es importante la adaptabilidad a alta velocidad para los rodamientos de husillo?
La adaptabilidad a alta velocidad determina la estabilidad del rodamiento y la capacidad de control del aumento de temperatura a alta velocidad, lo que afecta la precisión y la vida útil del sistema de husillo.
3. ¿Cuáles son las ventajas de los materiales cerámicos en los rodamientos de husillo?
Los materiales cerámicos tienen baja densidad, alta rigidez y bajo coeficiente de expansión térmica, lo que puede mejorar la velocidad límite y la rigidez de los rodamientos, reducir la generación de calor y mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a altas temperaturas.
4. ¿Cuál es el impacto de la temperatura desigual de los cojinetes en el rendimiento del husillo en los husillos eléctricos?
La temperatura desigual del rodamiento provocará cargas axiales y radiales desequilibradas, lo que afectará la rigidez y la vida útil del rodamiento y afectará aún más la precisión de mecanizado del husillo.
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