CNC 스핀들과 베어링의 관계는 무엇입니까?

소개

최근 몇 년 동안 CNC 스핀들의 지속적인 진보로 인해 성능이 점차 고속, 고정밀 및 고강성으로 발전했습니다. 이러한 추세는 CNC 스핀들의 설계, 재료 선택 및 베어링 제조 공정에 대한 더 높은 요구 사항을 제시했습니다. 현대의 효율적인 가공 요구를 충족하기 위해 공작 기계 스핀들은 설계, 특히 스핀들 베어링의 선택 및 재료 적용에서 많은 새로운 기능을 보여주었으며, 이는 고정밀 및 고속 가공을 달성하기 위한 견고한 기반을 제공합니다.

디자인의 특징

공작기계 스핀들의 정확도는 베어링의 방사형 런아웃, 단면 런아웃 및 롤링 요소 직경 불일치에 의해 직접 영향을 받습니다. 스핀들 시스템과 그 작업물의 정확도를 보장하기 위해 정밀 공작기계 스핀들에 사용되는 베어링 정확도는 P5 이상에 도달해야 합니다. CNC 기계 및 가공 센터와 같은 고속, 고정밀 공작기계의 경우 P4 이상의 초정밀 베어링이 필요합니다.

고속 적응성은 스핀들 베어링에도 필수적입니다. 가공 속도의 지속적인 향상, 특히 전기 스핀들과 같은 고속 스핀들의 개발 및 개선에서 베어링의 고속 적응성에 대한 요구 사항이 더 높아졌습니다. 베어링의 고속 적응성이 좋지 않다고 가정해 보겠습니다. 이 경우 스핀들 시스템은 과도한 온도 상승으로 인해 베어링이 타거나 고장나 가공 정확도와 장비의 수명에 영향을 미칩니다.

재료에 관한 연구

재료 선택과 관련하여 공작 기계 스핀들 베어링의 고정밀, 고속 및 고신뢰성 요구 사항은 기존 재료가 현대 공작 기계의 요구를 충족하기 어렵게 만듭니다. 링은 일반적으로 고품질 정제 강철로 만들어지고 케이지 재료는 구리, 플라스틱 및 특수 자체 윤활입니다. 롤링 요소 재료에는 베어링 강철 및 세라믹 재료가 포함됩니다.

우수한 성능으로 인해, 주로 질화규소 세라믹인 세라믹 재료는 고속 정밀 베어링 제조에서 점점 더 가치가 높아지고 있습니다. 전통적인 베어링 강철과 비교했을 때, 질화규소 세라믹의 비중은 강철의 1/3에 불과하여 고속 작동 중 링의 롤링 요소의 응력 수준을 크게 줄여 베어링의 한계 속도를 크게 향상시킵니다.

경도는 베어링 강의 두 배인 1500HV에 달하고, 고온 내구성은 1200℃에 달하여 베어링의 적용 범위를 크게 확대했습니다.

세라믹 소재의 응용은 롤링 베어링 소재의 새로운 세계를 열어 주었으며, 고속, 고정밀 공작 기계의 개발을 획기적으로 촉진시켰습니다.

세라믹 베어링은 낮은 밀도, 높은 탄성 계수, 낮은 열팽창 계수, 내마모성, 고온 내구성 및 내부식성 등의 특성으로 인해 고속 정밀 베어링을 제조하는 데 이상적으로 자리 잡았습니다.

매우 높은 안내 정확도와 속도 구현

전기 스핀들 응용 분야에서는 스핀들 온도장의 큰 기울기로 인해 베어링 온도가 고르지 않아 축 방향 및 반경 방향 하중의 불균형이 발생합니다. 이러한 고르지 않은 하중은 베어링의 강성과 탠덤 베어링 그룹의 서비스 수명에 영향을 미칩니다. 따라서 고속 작동 중 베어링의 안정성과 정확성을 보장하기 위해 적합한 재료와 설계를 사용하는 것이 중요합니다.

결론

공작기계 스핀들이 고속 및 고정밀로 발전함에 따라 스핀들 베어링은 설계 및 재료에 대한 요구 사항이 더 높아졌습니다. 세라믹 재료의 도입은 고성능 베어링 개발에 대한 새로운 가능성을 제공하며, 이는 더 높은 가공 정확도와 속도를 달성하는 데 도움이 됩니다. 기술의 지속적인 발전으로 공작기계 스핀들은 계속해서 더 높은 속도, 더 높은 정밀도 및 더 긴 서비스 수명을 향해 나아갈 것입니다.