THK BNF5012滚珠丝杠参数详解——卧式加工中心Z轴主轴进退

【一、BNF5012产品定位】

THK BNF5012是BNF内循环导管式滚珠丝杠中的大径短导程型号，公称直径50mm，导程12mm。大直径设计赋予了BNF5012极高的轴向刚性和抗振性，是卧式加工中心（HMC）Z轴（主轴箱进退轴）、大型雕铣机Z轴以及重型龙门铣Z轴的标准配置。

导程12mm在直径50mm的丝杠上导程角仅约4.4°，具有良好的传动效率（约94%）和适当的自锁性，可有效防止断电时Z轴主轴箱自重下滑。

【二、BNF5012完整技术参数】

几何参数：

- 公称直径：50mm

- 导程：12mm

- 丝杠螺纹外径：约48mm

- 滚珠直径：7.938mm

- 螺母外径：80mm

- 螺母全长：116mm（标准单螺母）

载荷参数：

- 额定动载荷Ca：43.0kN

- 额定静载荷C0a：90.0kN

- 最大轴向载荷（建议）：≤21.5kN（安全系数2）

速度参数：

- 最大转速（脂润滑）：2000rpm → 进给速度24m/min

- 最大转速（油润滑）：2800rpm → 进给速度33.6m/min

- DN值限制：90000mm·rpm

精度等级：

- C1（精研）：±6μm/300mm

- C3（精密）：±12μm/300mm（加工中心主流选择）

- C5（标准）：±23μm/300mm

预压等级：

- C1轻预压（单螺母）：适合常规加工中心

- C2中预压（双螺母）：适合重切削场合（如钛合金、不锈钢加工）

【三、卧式加工中心Z轴特殊需求与BNF5012的对应】

卧式加工中心Z轴（主轴箱前后移动轴）有以下特殊需求：

1. 重载自重支撑：卧加主轴箱重量通常800～2000kg，Z轴丝杠需要承受这一重力分量（垂直分量约150～400N，水平分量为主要载荷）。BNF5012额定静载荷90kN，完全满足。

2. 高扭矩驱动能力：重切削时轴向切削力可达10kN，BNF5012的大直径螺母提供高结构刚性，确保精度不因切削力变形。

3. 热稳定性：卧加Z轴行程通常500～1000mm，BNF5012丝杠直径50mm，截面积大，热容量高，温升相对较低；配合中空冷却可进一步控制热变形。

4. 高寿命：加工中心Z轴每天工作24小时，按10年设计寿命，BNF5012寿命计算达到8万小时（正常载荷下），完全满足整机设计要求。

【四、轴端加工与支撑方式】

BNF5012标准支撑方案：

- 固定端：双列角接触球轴承（如THK ANG型），预紧安装，承受轴向力和径向力

- 支撑端：深沟球轴承，允许轴向热膨胀浮动

轴端直径通常加工为Φ40js5（固定端）/ Φ38h5（支撑端），根据具体设计调整。

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