水刀切割機(jī)的主軸是保證水刀超精密機(jī)床加工精度核心,超精密加工對(duì)主軸的要求是*的,滿足這些要求關(guān)鍵是所有用的精密承軸,主軸用特制的超精密承軸,整臺(tái)機(jī)床制造精度很高,因此機(jī)床加工精度可以達(dá)到1um,加工表面的粗糙度可以達(dá)到0.04-0.02um,但是高精度的滾珠軸承主軸制造困難,所以實(shí)際上多使用液體靜*承和空氣靜*承。
球形一徑向空氣承軸主軸這種結(jié)構(gòu)的主軸如下圖所示,前端球形同時(shí)起到徑向承軸和軸向推力承軸作用,具有自動(dòng)調(diào)動(dòng)作用,保證了前后軸承的同心度,從而提高了主軸回轉(zhuǎn)精度。
這種球形軸承的剛度和承載能力均不同,可以通過優(yōu)化承軸參數(shù)提高其剛度和承載能力,若是更高的要求,則需加大軸承尺寸。
液體靜壓承軸主軸
液體靜壓承軸具有回轉(zhuǎn)精度高(0.1um)剛度較高,轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)華人無(wú)振動(dòng)的等基本特點(diǎn),所以人們被廣泛用于超高精密機(jī)床。
液體靜壓承軸主要缺點(diǎn)包括了:
靜壓的油回油時(shí)將空氣帶入油源,形成微小氣泡懸浮在油中,不易排除,因而降低了液體靜*承的剛度和動(dòng)特性。
液體的靜*承的油溫隨著轉(zhuǎn)速的升高,溫度的升高將造成熱的變形,影響主軸精度。
空氣靜*承主軸
空氣靜*承的工作原理和液體靜*承相同,空氣靜*承具有很高的回轉(zhuǎn)精度,在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)溫升的甚小,基本可以達(dá)到恒溫的狀態(tài),因此造成熱變形誤差小,但是與液體靜*承相比,空氣軸承剛度低,承載負(fù)荷較小,由于超精密加工的切削力很小,所以空氣軸承可以滿足相關(guān)的要求,在超精密機(jī)床中得到廣發(fā)的應(yīng)用。
徑向推力空氣靜*承主軸徑向一止推空氣靜*承主軸結(jié)構(gòu),它是在液體靜*承主軸結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,只是節(jié)流孔和氣腔大小形狀不同;在了解了超精密機(jī)床及其關(guān)鍵部件之后,我們便應(yīng)該知道的是該結(jié)構(gòu)中徑向軸承的外鼓形軸套可起自動(dòng)調(diào)整定心作用,具體方法是先通氣使軸套自動(dòng)將位置調(diào)好后再固定。這樣可提高前后軸套的同心度,從而保證主軸的回轉(zhuǎn)精度。該空氣軸承采用多孔石墨作空氣節(jié)流的軸襯,使用這種軸襯在沒有空氣狀態(tài)下,即使軸發(fā)生少量旋轉(zhuǎn),也不會(huì)因和軸套咬住而損壞主軸。但這種主軸要求所用的多孔石墨組織均勻,各處透氣率相同,同時(shí)制造難度大。目前國(guó)外很多空氣軸承都使用多孔石墨來(lái)作空氣節(jié)流。