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4常見問題

數(shù)控機(jī)床上滾珠絲杠總成的新技術(shù)


  CNC滾珠絲杠是在滾珠絲杠與螺母之間滾動(dòng)的螺旋驅(qū)動(dòng)部件,是一種精密,高效,高剛度,使用壽命長(zhǎng),節(jié)能的先進(jìn)傳動(dòng)部件,可以將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)因此,運(yùn)動(dòng)被廣泛用于機(jī)械制造,特別是CNC機(jī)床和加工中心,為主機(jī)的高速傳輸提供了良好的條件。

  隨著數(shù)控機(jī)床和加工中心對(duì)精度的要求越來越高,滾珠絲杠的高精度成為發(fā)展的必然趨勢(shì),其在主機(jī)上的安裝精度已逐漸成為裝配中的突出問題。為了達(dá)到機(jī)床坐標(biāo)位置的精度要求,減少絲杠撓度,防止徑向偏移載荷,減少絲杠軸的發(fā)熱和熱變形,以最小化伺服電機(jī)的傳遞扭矩,提高機(jī)床的可靠性。連續(xù)工作時(shí),必須提高滾珠絲杠在機(jī)器通行費(fèi)上的安裝精度。

  機(jī)床中滾珠絲杠組件的常見安裝方法通常如下:雙推–免提;雙推–支持;兩次推送–兩次推送。

  大型臥式加工中心是一種高性能,高剛性,高精度的機(jī)電一體化高效加工設(shè)備。是加工各種高精度變速箱零件和其他大型模具的理想加工設(shè)備。它的三個(gè)坐標(biāo)方向是由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠傳動(dòng)裝置,三個(gè)坐標(biāo)方向,即X,Y和Z,具有較大的工作行程。由于滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特性,滾珠絲杠在主機(jī)上的三個(gè)方向的安裝變得尤為關(guān)鍵。

  首先,舊的滾珠絲杠安裝方法存在缺陷:

  1,按照傳統(tǒng)方法,在安裝滾珠絲杠后,心軸和定位套筒將兩端軸承座和中間螺絲螺母支架連接在一起進(jìn)行校正,并帶有百分表,以平行于心軸軸線和機(jī)床滑動(dòng)導(dǎo)軌,使心軸自由,輕便地驅(qū)動(dòng)。對(duì)于小型CNC數(shù)控機(jī)床和加工中心,在三個(gè)坐標(biāo)方向上行程較小的情況,此安裝方法更為方便。

  隨著心軸與定位套筒,定位套筒與兩端支撐軸承孔以及中間螺母支架孔之間的配合間隙,軸承孔與螺母支架孔的同軸誤差較大,導(dǎo)致絲杠撓度和徑向偏移載荷,引起絲杠軸溫度升高,熱變形和傳遞扭矩增加等一系列嚴(yán)重后果,導(dǎo)致伺服電機(jī)過載和過熱,伺服系統(tǒng)報(bào)警,影響機(jī)床的正常運(yùn)行。

  另外,兩個(gè)支撐端的軸承孔與中間螺母支架孔之間的實(shí)際差異無法精確測(cè)量,從而影響進(jìn)一步的精確調(diào)節(jié)。對(duì)于較大的行程較大的CNC機(jī)床和加工中心,由于所需的心軸大多在1500mm以上,因此加工困難,不易確保精度,因此無法使用正確的方法將心軸與定位套筒配合使用以進(jìn)行滾珠絲杠的安裝。

  在臥式加工中心的生產(chǎn)中,由于機(jī)床的三坐標(biāo)行程較大,采用傳統(tǒng)的安裝方法,由于兩個(gè)支撐端軸承孔和中間螺母托架孔的同軸度誤差,導(dǎo)致滾珠絲杠的徑向偏移載荷增加,伺服電機(jī)過載,過熱,伺服系統(tǒng)報(bào)警等,使機(jī)床無法連續(xù)運(yùn)行,同時(shí)嚴(yán)重影響滾珠絲杠的使用壽命和傳動(dòng)精度,縮短了主機(jī)的維護(hù)周期。

  2,采用其他組裝方式,如移動(dòng)式鞍座,縮短螺母支架與軸承座的距離,由于分別對(duì)兩部分進(jìn)行了校正,并且分別校正了螺母支架與軸承座的位置,以及心軸與定位套的配合間隙,實(shí)際應(yīng)用效果不理想,存在同樣的問題。

  

cnc滾珠絲杠安裝

 

  二,新的組裝技術(shù)和方法:

  通過對(duì)該產(chǎn)品的技術(shù)研究,經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)探索和生產(chǎn)驗(yàn)證,總結(jié)了一種更可靠的組裝工藝方法。

  1,首先,使用整體式專用心軸校正螺母支架孔,使與參考導(dǎo)軌的正向和橫向平行度在0.01 / 1000以內(nèi);

  2,固定螺母支架后,使用專業(yè)的測(cè)量夾具測(cè)量螺母支架孔與參考導(dǎo)軌的正向和橫向距離。然后,執(zhí)行與步驟1相同的操作,并使用專業(yè)的測(cè)量夾具測(cè)量軸承孔與參考軌的正向和橫向距離。要求螺母支架孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正向和橫向距離一致,公差為0.01,并固定軸承座。該方法采用整體式專用心軸,不僅縮短了長(zhǎng)度,并將心軸與定位套結(jié)合,消除了心軸與定位套的配合間隙,可靠地確保了軸承孔,螺母支架孔與導(dǎo)軌的平行度;

  3,通過測(cè)量實(shí)際距離,使軸承孔的兩端與螺母支架孔的同軸度也可靠,從而減少了滾珠絲杠的撓度和徑向偏移載荷,提高了滾珠絲杠的安裝精度。

  4,此外,在安裝滾珠絲杠的過程中,必須嚴(yán)格控制滾珠絲杠的軸向運(yùn)動(dòng),該技術(shù)指標(biāo)將直接影響滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)位置精度。根據(jù)實(shí)際驗(yàn)證結(jié)果表明:首先,將端部支撐軸承安裝在伺服電機(jī)端,在滾珠絲杠的傳動(dòng)過程中起了主要作用,滾珠絲杠的軸向運(yùn)動(dòng)控制在0.015的范圍內(nèi)?0.02; 然后,再安裝軸承的另一端,將軸向運(yùn)動(dòng)控制在0.01以內(nèi)。這樣,可以有效地保證滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度。

  5,滾珠絲杠軸的預(yù)拉伸也是非常必要的。為了提高滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度,絲杠軸的預(yù)拉伸是非常有效的,但是由于絲杠軸的截面不同,并且溫升不能精確設(shè)定,因此預(yù)張緊相關(guān)文獻(xiàn)計(jì)算出的力只能作為參考。在生產(chǎn)中,經(jīng)常對(duì)螺桿軸進(jìn)行負(fù)值預(yù)拉伸,以使機(jī)床工作臺(tái)的定位精度曲線接近水平。

數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌

  三,結(jié)論:

  在生產(chǎn)中,通過上述新工藝方法組裝的大型加工中心的滾珠絲杠在三個(gè)坐標(biāo)方向上的空載扭矩大大降低,空載電流也大大降低,伺服電機(jī)和伺服系統(tǒng)正常工作,三個(gè)坐標(biāo)方向均無伺服報(bào)警,機(jī)床可連續(xù)運(yùn)行72h以上。以上結(jié)果充分表明,采用新技術(shù),可以有效地保證滾珠絲杠組件的安裝精度,而且該方法不受機(jī)床行程的限制。機(jī)床的行程越大,越能突出其優(yōu)勢(shì)。它為滾珠絲杠提供了一種有效而可靠的方法 安裝大型數(shù)控機(jī)床和加工中心。

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