机床旨在将金属、陶瓷、木材和其他材料切割或塑造成所需的形状。历史文物表明，人类已经使用了数千年的机床。例如，车床可以追溯到古埃及，在那里它们被用来制造陶瓷碗、花瓶、盘子和其他物品，这些物品今天仍在被发现。早期形式的机床在设计上相当简单，使用滑动轴承和线性导轨，这些导轨依赖于表面之间的滑动接触。

机床技术的进步在 1800 年代加速，当时导轨和其他部件得到增强以提高对中和精度。下一个重大创新集中在提高速度和效率上。用滚动轴承代替滑动轴承减少了运动部件之间的滑动摩擦，使主轴能够以更高的速度旋转并减少反冲的发生。今天，润滑导轨、滚珠丝杠和高精度滚子轴承的使用使现代机床的精度、速度和效率得到进一步提高。

机床的关键轴承和特点是什么？

当今的机床依赖于各种专用组件，这些组件使它们能够在保持严格公差的同时平稳高效地运行。高质量的精密轴承对于加工设备的精度和可靠性尤为重要，因为它们负责指导和增强主轴运动。这些部件通常由位于内滚道和外滚道之间的滚珠或滚子组成。

一些最常见的轴承类型包括：

• 高精度圆柱滚子轴承。圆柱滚子轴承使用圆柱体作为滚动体，通常提供单列或双列设计。这些轴承的构造可承受较大的径向载荷，非常适合需要轴承主轴配置高运行精度的高速应用。
• 陶瓷混合主轴轴承。陶瓷混合主轴轴承提供更高的主轴速度、更高的刚度和更强的耐高温性。这些轴承中使用的陶瓷球在较低的温度下运行，从而延长了润滑剂的使用寿命。它们还可以在较低的振动水平下运行，从而提高主轴刚度。
• 角接触轴承。角接触球轴承的内滚道和外滚道在轴向上彼此相对偏移，使其能够同时承受径向和轴向的组合载荷。这些轴承的轴向载荷能力随着接触角的增大而增加。接触角是指连接球和滚道在径向平面上接触的两点的线之间的角度。
• 滚珠丝杠支撑轴承。滚珠丝杠支撑轴承允许精确定位工件或机器部件。这些轴承通常提供高刚性和高容量系列，并且每个轴承都是专门为它们所支持的应用而设计的。其特殊的几何形状使其能够处理两个方向上的大轴向载荷。

机床轴承有哪些应用？

机床轴承设计具有不同的几何形状、特征和材料，使其适用于特定的加工目的。预期的负载压力、温度波动、接触化学品和其他因素将影响哪种类型的轴承最适合特定应用。球轴承和滚子轴承是用途最广泛的轴承类型之一，用于从涡轮发动机到医疗设备的所有领域。

滚子轴承使用的滚动体有多种形状，包括滚珠、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针、调心滚子、直滚子等。带座轴承由安装在轴承座中的球轴承、滚子轴承或套筒轴承组成，可提供额外的支撑和环境保护。

具体的机床轴承应用包括：

• 加工中心
• 自动螺丝机
• 磨床
• 高速主轴
• 转台
• 活中心和死中心
• 水射流机

如何保持适当的润滑和维护？

了解并实施适当的轴承维护技术将提高这些关键机床部件的使用寿命和性能。为了从精密轴承实现的旋转精度、速度和低发热中受益，确保轴和轴承座与轴承正确、准确地配合是绝对必要的。过紧的配合会减小轴承的内部游隙并提高工作温度，而过松的配合会导致微动、磨损和产生过多的热量。

除了精密轴承的特定设计和结构外，这三个相互作用因素也会对轴承的整体性能产生重大影响：

• 摩擦会对轴承造成过度磨损，从而对机械造成相当大的损坏。
• 如果所选轴承的温度容差与应用的特定操作环境不匹配，温度可能会对轴承性能产生不利影响。
• 当应用于轴承表面时，润滑剂可延长轴承寿命并减少多余热量的产生。通过在滚动体和套圈之间形成保护膜，润滑剂通过最大限度地减少运动部件之间的摩擦来减少轴承的磨损。在某些情况下，润滑剂也可以使冷却系统受益。

轴承润滑剂基本上有两种形式：油和润滑脂。虽然润滑脂往往更易于使用，但润滑油在机床应用中经常遇到的高温、高速条件下具有几个明显的优势。用于向轴承上涂油的最常见润滑系统包括：

• 油通过芯吸、滴落或将部分或全部轴承浸入储油罐中施加到轴承上。
• 使用高速旋转齿轮或部分浸没在储油罐中的机械部件将油溅到轴承上。
• 空气/油雾。外部源将小油滴喷射到轴承中。该加油系统非常适合在高温、高速和轻负载条件下润滑和冷却轴承。
• 使用外部源将油喷入轴承中。这种润滑系统通常适用于重负载、高温和高速的应用。

精密轴承使用的润滑油主要类型包括：

• 石油油是在常温下使用的绝佳通用油。添加剂可用于石油润滑剂中以抑制氧化。
• 二酯油是合成油，专为涉及零度以下启动温度的低扭矩应用而配制。
• 有机硅是合成油，能够在其推荐的温度范围内保持相对恒定的粘度。
• 碳氟化合物是耐腐蚀的合成油，非常适合反应性或高温应用。