高速加工迅猛发展 机床用轴承要求更严格

超高速加工作为先进制造技能之一，近20年来在世界各国得到了迅猛发展，尤其在航空航天、汽车工业、模具加工和摩托车工业广泛应用。 主轴单元是完成高速化的关键部件。随着轴承技能、润滑技能的发展，主轴的转速在逐年进步，传统的机械传动已被电主轴传动方式所取代。为适应高速传动，对机床用轴承提出了更为严格的要求:
     1. 轴承尺度公差及旋转精度允差要小；
     2. 用角触摸球轴承代替圆柱滚子轴承和推力球轴承；
     3. 减小径向截面尺度,以减小主轴体系体积并有利于体系的热传导；
     4. 尽量选用小而多的翻滚体以减小高速旋转惯性力并进步轴系的动刚度；
     5. 选用高强度、轻质保持架，选择合理的引导方式；
     6. 尽量选用配对轴承，以保证轴承的旋转精度与刚度。
     高速主轴的轴承大多用压力角为15或25的角触摸球轴承，其精度等级以精密级(P5)和超精密级(P4)为主。影响角触摸球轴承高速性能的首要原因是高速下作用在翻滚体上的离心力和陀螺力矩增大。离心力增大会增加滚珠与滚道间的冲突，而陀螺力矩增大则会使滚珠与滚道间产生滑动冲突，使轴承冲突发热加剧，因此下降轴承的寿数。
     为了进步轴承的高速性能，常选用两种办法: 一是减小滚珠的直径,如选用已标准化的71900 系列主轴轴承；另一种则是选用新型的陶瓷(Si3N4)资料做滚珠，因为Si3N4陶瓷资料的密度仅为轴承钢的40%，冲突系数低, 因此这种轴承的高速性能显着高于全钢轴承。现在国外绝大多数高速机床主轴均选用这种轴承。