La precisione del cuscinetto sul mandrino della macchina utensile dovrebbe essere ISOP5 o superiore, mentre per il supporto del mandrino delle macchine utensili CNC, dei centri di lavoro e di altre macchine utensili ad alta velocità e ad alta precisione, dovrebbe essere selezionata la precisione ISOP4 o superiore; i cuscinetti del mandrino includono cuscinetti a sfere a contatto obliquo, cuscinetti a rulli conici e cuscinetti a rulli cilindrici. I seguenti cuscinetti Hui Pu illustrano le tre forme di configurazione dei cuscinetti per mandrini delle macchine utensili CNC:
- I cuscinetti a rulli cilindrici a doppia fila e i cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia fila 60o sono utilizzati per il supporto anteriore, mentre i cuscinetti a sfere a contatto obliquo sono utilizzati per il supporto posteriore. Questa configurazione consente di migliorare notevolmente la rigidità complessiva del mandrino e di soddisfare le esigenze di un taglio intenso, per cui è ampiamente utilizzata in tutti i tipi di mandrini per macchine utensili CNC.
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Adotta cuscinetti a sfera a contatto angolare a doppia fila di alta precisione. Il cuscinetto a sfere a contatto obliquo ha buone prestazioni ad alta velocità, la velocità del mandrino può raggiungere i 4000 giri/min, ma la sua capacità portante è piccola, quindi è adatto per il mandrino di macchine utensili CNC ad alta velocità, con carichi leggeri e di precisione. Nel mandrino del centro di lavoro, per migliorare la capacità di carico, a volte si utilizza il supporto anteriore di una combinazione di 3 o 4 cuscinetti a sfera a contatto obliquo e il manicotto per ottenere il pre-serraggio.
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Vengono adottati cuscinetti conici a due o a una corona. Il cuscinetto ha un'elevata rigidità radiale e assiale, può sopportare carichi pesanti, in particolare forti carichi dinamici, e ha buone prestazioni di installazione e regolazione. Tuttavia, questa configurazione di cuscinetti limita la velocità e la precisione del mandrino, per cui è adatta a mandrini di macchine utensili CNC di media precisione, a bassa velocità e con carichi pesanti.
Con lo sviluppo dell'industria dei materiali, si tende a utilizzare i cuscinetti a sfera in ceramica nei mandrini delle macchine CNC. I punti di forza di questo cuscinetto sono: peso leggero della sfera, piccola forza centrifuga, piccola coppia di attrito dinamico; l'espansione termica causata dall'aumento della temperatura è piccola, in modo che il precarico del mandrino sia stabile; piccola deformazione elastica, elevata rigidità, lunga durata. Lo svantaggio è il costo elevato.
Nella struttura del mandrino, per affrontare il bloccaggio del mandrino o dell'utensile, lo scarico del mandrino, il posizionamento del cuscinetto del mandrino e la regolazione del gioco, la lubrificazione e la tenuta del gruppo mandrino e una serie di problemi sul processo. Per ridurre al minimo l'influenza della deformazione termica causata dall'aumento di temperatura del gruppo mandrino sulla precisione di lavoro della macchina utensile, il calore del gruppo mandrino viene solitamente asportato dal sistema di circolazione dell'olio lubrificante, in modo che il gruppo mandrino e la scatola possano mantenere una temperatura costante. In alcune fresatrici e alesatrici CNC, il dispositivo di raffreddamento viene utilizzato per ottenere un controllo ideale della temperatura. Negli ultimi anni, i cuscinetti del mandrino di alcune macchine utensili CNC sono lubrificati con grasso, che può essere utilizzato per 7~10 anni per ogni aggiunta di grasso, semplificando la struttura, riducendo i costi e semplificando la manutenzione. Tuttavia, è necessario evitare che l'olio lubrificante e il grasso si mescolino, utilizzando solitamente la tenuta a labirinto.
Per il mandrino del tornio CNC, poiché il mandrino di potenza e il cilindro idraulico di bloccaggio sono installati sui due lati, è necessario migliorare la rigidità del mandrino e progettare un collegamento ragionevole per migliorare la rigidità del collegamento tra il mandrino di potenza e il mandrino.
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