滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機床進給驅(qū)動系統(tǒng)的主要功能部件。隨著數(shù)控機床向高速化方向發(fā)展,對機床的進給速度提出了更高的要求。雖然目前人們?yōu)榱藢崿F(xiàn)高速進給探索研究出直線電動機、并聯(lián)虛擬軸機床,但由于它們成本高以及技術(shù)不是很完善等問題,還沒能被廣泛接受。因而高速滾珠絲杠螺母副傳動系統(tǒng)在高速進給驅(qū)動系統(tǒng)中仍然占主導(dǎo)地位。因此,有必要對實現(xiàn)絲杠螺母副高速化的方法及相關(guān)問題進行研究。
1.高速的實現(xiàn)方法
(1)加大導(dǎo)程和螺紋頭數(shù) 這就是我們常說的大導(dǎo)程滾珠絲杠副,先前的觀點是因?qū)С淘龃蟛焕谔岣邔?dǎo)程精度,而且進給系統(tǒng)的靜剛度迅速下降,所以只適用于對定位精度要求不高的快速驅(qū)動場合。
(2)增加絲杠的旋轉(zhuǎn)速度,增加電動機的旋轉(zhuǎn)速度可以提高進給速度,但是由于絲杠本身的固有頻率,因而存在臨界速度的限制。
(3)絲杠固定,螺母驅(qū)動螺母一邊轉(zhuǎn)動一邊沿固定的絲杠作軸向移動,沒有了作為轉(zhuǎn)速上限的回轉(zhuǎn)絲杠的彎曲臨界轉(zhuǎn)速。但是彎曲固有頻率在固定絲杠的情況下也必須加以考慮
(4)絲杠和螺母同時驅(qū)動。
2. 高速化引發(fā)問題的解決 對于高速機床來說,在滿足高速度的前提下,還要保證,片面地要求高速度是沒有意義的。滾珠絲杠進給系統(tǒng)在高速下長時間運行都會導(dǎo)致滾珠絲杠溫度的上升,隨之勢必產(chǎn)生滾珠絲杠的軸向熱位移,直接導(dǎo)致機床進給軸的定位精度下降。為此,需要采取一定的措施來抑制熱位移,改善機床進給軸的定位精度,從而提高機床的工作精度。
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隨著中國數(shù)控機床及其它自動控制設(shè)備的廣泛應(yīng)用,作為節(jié)能、精細傳動的滾珠絲杠副運用也不斷增加,準確運用及保養(yǎng)它也是常遇到的工作。在各種機械設(shè)備中,裝置滾珠絲杠副,須留意以下事項:
(1)滾珠絲杠屬精細傳動裝置,有必要進行光滑。在螺母內(nèi)引薦運用鉀皂基光滑脂及1~3號透平油光滑。
(2)滾珠絲杠與滾動軸承相同,混入塵埃異物,將會下降運用壽命。因此,有必要選用絲杠維護套加以維護。國內(nèi)外各類滾珠絲杠副大多數(shù)均已裝有迷宮式密封環(huán),避免臟物進入滾珠絲杠體內(nèi)。別的,在金屬屑易浸入絲杠的場所運用時,還應(yīng)思考在絲杠全長上選用絲杠維護套防護。
(3)因為滾珠絲杠螺母的特別結(jié)構(gòu),不宜承受徑向負荷,避免造成絲杠曲折,影響傳動精度和運動的靈活性,下降運用壽命,故裝置時,特別要留意絲杠的軸心線與螺母座移動軌道的平行,并使絲杠支承中心軸線應(yīng)與螺母座中心軸線共同。
(4)將絲杠裝置于設(shè)備上,留意不能使絲杠與螺母分離,避免滾珠脫出。裝置時不要擊打滾珠絲杠副,特別留意維護滾珠導(dǎo)管,因其管壁較薄,磕碰變形將使鋼球活動受制約。
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滾珠絲桿副由滾珠絲桿、滾軸螺母和滾珠組成,是一種可將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動,或者將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動的部件。滾珠絲桿副具有傳動、工作壽命長、運動平穩(wěn)、同步無爬行、無反向側(cè)隙、摩擦特性優(yōu)良、對環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點,是各類數(shù)控機床以及機電產(chǎn)品的關(guān)鍵傳動副和定位元件,已廣泛應(yīng)用于各個傳動領(lǐng)域。
目前國內(nèi)制造滾珠絲桿的廠家,工藝路線多少都有些差別,產(chǎn)品質(zhì)量也存在不少問題。一般的制造工藝步驟為:下料(材料絕大多數(shù)為GCr15)--校直--車外圓--中頻淬火--回火--修研中心孔--磨外圓--螺紋磨磨削絲桿螺紋--銑鍵槽或方身--鉗工工藝--去應(yīng)力--半精密螺紋磨磨削絲桿螺紋--再去應(yīng)力--研磨中心孔--精密外圓磨--精密螺紋磨磨削絲桿螺紋--倒兩端不完整牙1/4圈--螺紋磨削倒角螺紋及頂端45°處理。
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