La précision des roulements sur la broche de la machine-outil doit être ISOP5 ou supérieure, et pour le support de la broche des machines-outils CNC, des centres d'usinage et d'autres machines-outils à grande vitesse et à haute précision, la précision ISOP4 ou supérieure doit être sélectionnée ; les roulements de broche comprennent les roulements à billes à contact oblique, les roulements à rouleaux coniques et les roulements à rouleaux cylindriques. Les roulements de broche comprennent les roulements à billes à contact angulaire, les roulements à rouleaux coniques et les roulements à rouleaux cylindriques :
- Des roulements à rouleaux cylindriques à double rangée et des roulements à billes à contact oblique à double rangée sont utilisés pour le support avant, et des roulements à billes à contact oblique sont utilisés pour le support arrière. Cette forme de configuration améliore considérablement la rigidité globale de la broche, peut répondre aux exigences d'une coupe forte, et est donc largement utilisée dans toutes sortes de broches de machines-outils à commande numérique.
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Adopter des roulements à billes à contact oblique à deux rangées de haute précision. Les roulements à billes à contact oblique ont de bonnes performances à grande vitesse, la vitesse de la broche peut atteindre 4000r/min, mais leur capacité de charge est faible, ils conviennent donc aux broches de machines-outils CNC à grande vitesse, à charge légère et de précision. Dans la broche du centre d'usinage, afin d'améliorer la capacité de charge, on utilise parfois le support avant de 3 ou 4 roulements à billes à contact oblique combinés, et le manchon est utilisé pour réaliser le pré-serrage.
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Des roulements coniques à double rangée et à simple rangée sont adoptés. Le roulement présente une rigidité radiale et axiale élevée, peut supporter de lourdes charges, en particulier de fortes charges dynamiques, et présente de bonnes performances en matière d'installation et de réglage. Cependant, cette configuration de roulement limite la vitesse et la précision de la broche, et convient donc aux broches de machines-outils à commande numérique de précision moyenne, à faible vitesse et à forte charge.
Avec le développement de l'industrie des matériaux, la tendance est à l'utilisation de roulements à billes en céramique dans les broches des machines à commande numérique. Les avantages de ce roulement sont les suivants : poids léger de la bille, faible force centrifuge, faible couple de frottement dynamique ; la dilatation thermique causée par l'augmentation de la température est faible, de sorte que la précharge de la broche est stable ; faible déformation élastique, grande rigidité, longue durée de vie. L'inconvénient est le coût élevé.
Dans la structure de la broche, il faut traiter le serrage du mandrin ou de l'outil, le déchargement de la broche, le positionnement du palier de la broche et le réglage du jeu, la lubrification et l'étanchéité de l'assemblage de la broche et une série de problèmes au cours du processus. Afin de minimiser l'influence de la déformation thermique causée par l'augmentation de la température de la broche sur la précision de travail de la machine-outil, la chaleur de la broche est généralement évacuée par le système de circulation de l'huile de lubrification, de sorte que la broche et la boîte puissent maintenir une température constante. Dans certaines fraiseuses et aléseuses CNC, le dispositif de refroidissement est utilisé pour obtenir un contrôle idéal de la température. Ces dernières années, les roulements de broche de certaines machines-outils à commande numérique sont lubrifiés à la graisse, ce qui permet une utilisation de 7 à 10 ans par ajout de graisse, simplifie la structure, réduit les coûts et facilite l'entretien. Cependant, il est nécessaire d'empêcher le mélange de l'huile de lubrification et de la graisse, en utilisant généralement le joint à labyrinthe.
Pour la broche d'un tour CNC, comme le mandrin et le cylindre hydraulique de serrage sont installés des deux côtés, la rigidité de la broche doit être améliorée, et une connexion raisonnable doit être conçue pour améliorer la rigidité de la connexion entre le mandrin et la broche.
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