数控机床主轴用双向推力角接触球轴承.docx

数控机床主轴用双向推力角接触球轴承 可行性分析报告 一、立项的背景和意义 随着数控技术的快速发展， “高速、精密、节能、环保 ”已成为当今机床工业技术发展的主要趋势。 其中，高速、精密加工要求机床高转速、高智能；节能、环保要求机床低能耗、高效率。这就要求机床主轴及其相关部件要适应高转速、低转矩的需求。目前，数控机床主轴轴承基本上限定在角接触球轴承、双向推力角接触球轴承、圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承等四种结构类型。 主轴轴承作为机床的基础配套件，其性能直接影响到机床的转速、回转精度、刚性、抗颤振动切削性能、噪声、温升及热变形等，进而影响到加工零件的精度、表面质量和加工效率等。因此，高性能的机床必须配用高性能的轴承。而目前看来，国内数控机床主轴用高性能的双向推力角接触球轴承主要是进口。 所以，研制开发本项目产品有以下意义： 一是本项目研究开发方向符合“十二五”期间国家的产业政策，国 家工信部等部门出台的《 “十二五”三基（基础件、基础工艺、基础材 料）规划》中明确要求： “组织中高档数控机床轴承和电主轴、大功率 风力发电机组轴承、高速动车组轴承、大型薄板冷热连轧设备轴承和长 寿命高可靠性汽车轴承等高速、精密、重载轴承的联合技术攻关。 ”其 中数控机床轴承排在第一，由此可见，我国中高档数控机床轴承是一个 薄弱环节，需要大力研究开发。 二是可以替代进口。 国内中高档数控机床主轴所用轴承基本上采用进口轴承，本项目研发成功，能帮助机床行业降低成本，因为我们的产品可以只有进口轴承价格的 60%甚至更低。 三是对轴承行业来说， 本项目产品开发成功能提升轴承行业研制生产高精度、高技术含量轴承的自信心，振兴民族轴承工业 , 符合行业极 1 力推进的轴承工业由劳动密集型向技术密集型转移以及向高、精、专、 特产品发展的方向。 四是本项目产品具有高转速、 低转矩的性能，高转速可带来高效率，低转矩可形成低功耗也就是有节能的功效，所以，本项目产品还符合国 家和整个社会倡导节能降耗的要求。 二、国内外研究现状和发展趋势 1、国外相关产品与技术发展的概况，其代表产品、技术和公司概况 国外相关产品已经从对该类轴承单纯的几何结构研究进入到对轴 承热特性及相关主轴热误差进行建模研究， 通过此类研究找到滚动体和滚道、滚动体与挡边的热膨胀数据、 疲劳剥落产生的机理、 最佳接触线、最佳游隙等，从而保证轴承在高速状况下的低转矩和精度保持性。 国外的同类产品装机使用寿命一般在三年以上。在全球范围内，因机床是高精密的机械产品，特别是有高速化、高转速、低转矩要求的数控机床主轴轴承目前只有瑞典 SKF、日本 NSK等国际上几个先进的轴承企业研制生产，其生产技术只是被国外少数几家知名轴承企业所掌握。 国外研制生产该类轴承的主要公司之一是瑞典的 SKF，它的全称是 “Svenska Kullager - Fabriken ”中文音译名称为“斯凯孚”。 SKF集团总部设立于瑞典哥特堡， 是轴承科技与制造的领导者。 该公司在 1905 年就发明了双列自动对心滚珠轴承。时至今年已届满一百 周年， SKF执世界滚动轴承业之牛耳，经营的触角已遍及全球，业务遍 及世界 130 个国家，每年生产五亿多个轴承，销售网遍布全球。目前拥 有 200 家分公司、 80 家制造厂、 41000 位员工和 8000 家代理商和经销商。 SKF 平均每两天就有一项新的专利问世。 国外研制生产该类轴承的另一家主要公司是日本的NSK。NSK 自 1916 年在日本率先开始生产轴承以来， 作为日本的轴承先锋， 开发与提 供各类轴承，为产业的发展和机械的进步作出了巨大贡献。现在， NSK 在轴承领域，稳居日本首位，同时在全世界也位居前列。 从 20 世纪 60 年 2 代开始，积极开拓海外市场， 迄今，NSK集团已达到在 26 个国家设有海 外销售网点共 76 个，在 12 国家建立海外生产基地共 40 个。 2、国内相关产品与技术现状，国内已取得的最新阶段成果和达到的技术水平 国内相关产品有 ZWZ234424M、HRB234424M等。国内轴承制造厂家对该类轴承基本上还是通过单纯的几何结构研究而进行设计， 因此轴承的滚动体和套圈滚道仍是传统的直线型， 轴承的承载能力和使用寿命远不如国外进口轴承，装机使用寿命在 1 年左右，多在一般机床和维修市场上使用。 国内少数企业采用高速和耐温型的结构设计， 产品的性能和寿命有 了一定的提高。 代表性企业哈尔滨轴承集团松北精工轴承有限公司是哈 轴控股的合资公司，公司占地面积 25 万平方米，生产车间 3.9 万平方 米，现有职工 647 人，年产轴承 500 多个品种 115 万套。产品主要应用 于精密机床、电机、汽车、工程机械、矿山、冶金等领域。 三、拟研究开发内容，关键技术