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CNC滾珠(zhu)絲(si)杠是在滾珠(zhu)絲(si)杠與螺(luo)母之(zhi)間滾動(dong)的螺(luo)旋(xuan)驅動(dong)部(bu)件，是一種精密，高(gao)效，高(gao)剛度(du)，使用壽命(ming)長(chang)，節能的先(xian)進傳動(dong)部(bu)件，可以將電動(dong)機(ji)的旋(xuan)轉運動(dong)轉化為直線運動(dong)因此，運動(dong)被廣泛用于(yu)機(ji)械制造(zao)，特別是CNC機(ji)床和加(jia)工中心，為主機(ji)的高(gao)速傳輸提(ti)供了良好的條件。
隨著數控機(ji)(ji)(ji)床和加工中心對精度(du)的(de)(de)(de)(de)要(yao)求越(yue)來越(yue)高(gao)(gao)(gao)，滾珠絲(si)杠的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)精度(du)成(cheng)(cheng)為發(fa)展的(de)(de)(de)(de)必(bi)(bi)然趨勢(shi)，其在(zai)主機(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)(de)(de)安(an)裝(zhuang)精度(du)已逐漸成(cheng)(cheng)為裝(zhuang)配(pei)中的(de)(de)(de)(de)突出問(wen)題(ti)。為了(le)達到(dao)機(ji)(ji)(ji)床坐標位置的(de)(de)(de)(de)精度(du)要(yao)求，減(jian)少(shao)絲(si)杠撓度(du)，防止徑向偏移載荷(he)，減(jian)少(shao)絲(si)杠軸的(de)(de)(de)(de)發(fa)熱(re)和熱(re)變形，以最小化伺服電機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)傳遞扭矩(ju)，提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)機(ji)(ji)(ji)床的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性。連續工作時，必(bi)(bi)須提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)滾珠絲(si)杠在(zai)機(ji)(ji)(ji)器通行費(fei)上的(de)(de)(de)(de)安(an)裝(zhuang)精度(du)。
機床中滾珠絲杠組件的常見安裝方法通常如下：雙(shuang)推(tui)–免提;雙(shuang)推(tui)–支(zhi)持(chi);兩次推(tui)送–兩次推(tui)送。
大型臥式加(jia)工(gong)中(zhong)心是(shi)一(yi)種高(gao)性(xing)能，高(gao)剛性(xing)，高(gao)精(jing)度的(de)(de)機電一(yi)體(ti)化高(gao)效(xiao)加(jia)工(gong)設(she)備。是(shi)加(jia)工(gong)各種高(gao)精(jing)度變速(su)箱零(ling)件(jian)和其他大型模具的(de)(de)理(li)想加(jia)工(gong)設(she)備。它的(de)(de)三個(ge)坐標方(fang)向(xiang)是(shi)由伺服(fu)電動機驅動的(de)(de)滾珠(zhu)(zhu)絲杠(gang)傳動裝置，三個(ge)坐標方(fang)向(xiang)，即X，Y和Z，具有較(jiao)大的(de)(de)工(gong)作行程(cheng)。由于(yu)滾珠(zhu)(zhu)絲杠(gang)副(fu)的(de)(de)結(jie)構特性(xing)，滾珠(zhu)(zhu)絲杠(gang)在主機上的(de)(de)三個(ge)方(fang)向(xiang)的(de)(de)安裝變得尤為關鍵(jian)。
首先，舊的滾珠絲杠安(an)裝方法存在缺陷：
1，按照傳統(tong)方法(fa)，在安裝(zhuang)滾珠(zhu)絲杠后(hou)，心(xin)軸(zhou)和定位套(tao)筒將兩端(duan)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)和中(zhong)間螺(luo)絲螺(luo)母支架連(lian)接在一起進(jin)行校正，并帶有百分表，以平行于心(xin)軸(zhou)軸(zhou)線和機(ji)床(chuang)滑動(dong)導軌，使(shi)心(xin)軸(zhou)自由，輕便(bian)地(di)驅動(dong)。對于小型CNC數控機(ji)床(chuang)和加工中(zhong)心(xin)，在三(san)個坐(zuo)標方向上行程較(jiao)小的情況，此安裝(zhuang)方法(fa)更為方便(bian)。
隨著心(xin)軸(zhou)(zhou)與(yu)(yu)定(ding)位套筒(tong)，定(ding)位套筒(tong)與(yu)(yu)兩(liang)端支(zhi)撐軸(zhou)(zhou)承孔以(yi)及中間(jian)螺母(mu)支(zhi)架(jia)孔之間(jian)的(de)配合間(jian)隙，軸(zhou)(zhou)承孔與(yu)(yu)螺母(mu)支(zhi)架(jia)孔的(de)同軸(zhou)(zhou)誤(wu)差(cha)較大，導致絲(si)杠撓度和徑(jing)向偏移載(zai)(zai)荷，引起(qi)絲(si)杠軸(zhou)(zhou)溫度升高(gao)，熱(re)變形和傳遞扭矩增加等(deng)一系列嚴重后果，導致伺服(fu)電機(ji)過(guo)載(zai)(zai)和過(guo)熱(re)，伺服(fu)系統報(bao)警，影響機(ji)床的(de)正(zheng)常運行。
另外，兩個支撐端的(de)(de)軸承(cheng)孔(kong)(kong)與中間螺母支架(jia)孔(kong)(kong)之間的(de)(de)實際(ji)差異(yi)無(wu)法精確(que)(que)測(ce)量，從而影響進(jin)一步的(de)(de)精確(que)(que)調節(jie)。對于(yu)較大(da)的(de)(de)行程較大(da)的(de)(de)CNC機床和加(jia)(jia)工中心(xin)，由于(yu)所需的(de)(de)心(xin)軸大(da)多在1500mm以上，因(yin)此加(jia)(jia)工困難(nan)，不易確(que)(que)保精度(du)，因(yin)此無(wu)法使(shi)(shi)用正確(que)(que)的(de)(de)方法將(jiang)心(xin)軸與定位套(tao)筒(tong)配合使(shi)(shi)用以進(jin)行滾珠絲杠的(de)(de)安裝。
在臥式加工中心的(de)(de)生產中，由于(yu)機(ji)(ji)床的(de)(de)三坐標行程較(jiao)大，采用(yong)傳(chuan)統的(de)(de)安裝方法，由于(yu)兩個支撐端(duan)軸承孔和中間螺母托(tuo)架(jia)孔的(de)(de)同(tong)軸度誤差，導致滾(gun)珠(zhu)絲杠(gang)的(de)(de)徑向偏移載荷(he)增加，伺(si)服(fu)電機(ji)(ji)過(guo)載，過(guo)熱，伺(si)服(fu)系統報警等，使機(ji)(ji)床無法連續運行，同(tong)時嚴(yan)重影響滾(gun)珠(zhu)絲杠(gang)的(de)(de)使用(yong)壽命和傳(chuan)動精(jing)度，縮(suo)短了主機(ji)(ji)的(de)(de)維護周(zhou)期。
2，采用(yong)其(qi)他組裝(zhuang)方式，如(ru)移動(dong)式鞍座(zuo)(zuo)，縮短(duan)螺母支(zhi)架與(yu)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)(zuo)的(de)(de)距離(li)，由于分(fen)別對兩部(bu)分(fen)進行了(le)校正，并(bing)且分(fen)別校正了(le)螺母支(zhi)架與(yu)軸(zhou)承(cheng)座(zuo)(zuo)的(de)(de)位置，以及心軸(zhou)與(yu)定(ding)位套(tao)的(de)(de)配合間隙，實(shi)際(ji)應用(yong)效果不理想，存在(zai)同樣的(de)(de)問(wen)題。
二，新的組裝技術和方法：
通過對(dui)該(gai)產品的(de)技(ji)術研究，經過反復的(de)試驗探索和生產驗證，總結了一種更可靠的(de)組裝工藝方法。
1，首先(xian)，使(shi)用整(zheng)體式專(zhuan)用心(xin)軸校正螺母支架孔，使(shi)與參考(kao)導(dao)軌(gui)的正向和橫向平(ping)行度(du)在0.01 / 1000以內;
2，固定(ding)螺(luo)母支(zhi)架后，使用(yong)專業(ye)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)夾具測(ce)量(liang)螺(luo)母支(zhi)架孔(kong)與(yu)(yu)(yu)(yu)參(can)考(kao)導軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)正向和(he)橫(heng)向距(ju)(ju)離(li)。然(ran)后，執行與(yu)(yu)(yu)(yu)步驟1相同的(de)(de)(de)(de)操作(zuo)，并使用(yong)專業(ye)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)夾具測(ce)量(liang)軸(zhou)(zhou)(zhou)承孔(kong)與(yu)(yu)(yu)(yu)參(can)考(kao)軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)正向和(he)橫(heng)向距(ju)(ju)離(li)。要求螺(luo)母支(zhi)架孔(kong)與(yu)(yu)(yu)(yu)基準導軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)正向和(he)橫(heng)向距(ju)(ju)離(li)一致，公差為0.01，并固定(ding)軸(zhou)(zhou)(zhou)承座。該方法(fa)采用(yong)整體式(shi)專用(yong)心軸(zhou)(zhou)(zhou)，不僅(jin)縮短了(le)長度，并將心軸(zhou)(zhou)(zhou)與(yu)(yu)(yu)(yu)定(ding)位套結合(he)，消除了(le)心軸(zhou)(zhou)(zhou)與(yu)(yu)(yu)(yu)定(ding)位套的(de)(de)(de)(de)配合(he)間隙，可靠地確保了(le)軸(zhou)(zhou)(zhou)承孔(kong)，螺(luo)母支(zhi)架孔(kong)與(yu)(yu)(yu)(yu)導軌(gui)(gui)(gui)的(de)(de)(de)(de)平行度;
3，通過測量實際(ji)距離，使軸(zhou)承孔(kong)的兩端與螺(luo)母(mu)支架孔(kong)的同軸(zhou)度(du)也可(ke)靠，從而減(jian)少了滾珠絲(si)杠的撓度(du)和徑(jing)向偏(pian)移載荷，提高了滾珠絲(si)杠的安裝精度(du)。
4，此外，在安(an)裝(zhuang)(zhuang)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)(gang)的(de)(de)過程中(zhong)，必須嚴(yan)格控制(zhi)滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)(gang)的(de)(de)軸(zhou)向運(yun)動(dong)(dong)，該(gai)技術(shu)指標將直接(jie)影(ying)響滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)(gang)進(jin)給(gei)系統的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)位置精(jing)度(du)。根據(ju)實際驗證結果表明：首先，將端部(bu)支撐軸(zhou)承安(an)裝(zhuang)(zhuang)在伺服(fu)電機端，在滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)(gang)的(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)過程中(zhong)起了主要作(zuo)用，滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)(gang)的(de)(de)軸(zhou)向運(yun)動(dong)(dong)控制(zhi)在0.015的(de)(de)范(fan)圍內(nei)(nei)?0.02; 然后，再安(an)裝(zhuang)(zhuang)軸(zhou)承的(de)(de)另一端，將軸(zhou)向運(yun)動(dong)(dong)控制(zhi)在0.01以內(nei)(nei)。這樣，可以有效地保證滾(gun)珠(zhu)絲(si)杠(gang)(gang)進(jin)給(gei)系統的(de)(de)剛度(du)和(he)精(jing)度(du)。
5，滾珠絲(si)杠軸(zhou)(zhou)的(de)(de)預(yu)拉伸也(ye)是非常必要的(de)(de)。為了提(ti)高滾珠絲(si)杠進(jin)給系(xi)統的(de)(de)剛度(du)(du)和精度(du)(du)，絲(si)杠軸(zhou)(zhou)的(de)(de)預(yu)拉伸是非常有效(xiao)的(de)(de)，但是由(you)于絲(si)杠軸(zhou)(zhou)的(de)(de)截(jie)面不同，并且溫升(sheng)不能(neng)精確設定(ding)，因此預(yu)張緊相(xiang)關文獻(xian)計算出(chu)的(de)(de)力只能(neng)作(zuo)為參考。在生(sheng)產中，經常對螺桿軸(zhou)(zhou)進(jin)行負值預(yu)拉伸，以(yi)使機床工(gong)作(zuo)臺的(de)(de)定(ding)位精度(du)(du)曲線接近水平。
三，結論：
在生產(chan)中(zhong)，通過上述新(xin)工藝方法(fa)(fa)組(zu)裝(zhuang)的(de)(de)大(da)(da)(da)型加工中(zhong)心的(de)(de)滾(gun)珠絲(si)杠在三個(ge)坐(zuo)標方向(xiang)上的(de)(de)空載扭矩大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降(jiang)低(di)，空載電流也大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降(jiang)低(di)，伺服(fu)電機和(he)伺服(fu)系(xi)統正常工作(zuo)，三個(ge)坐(zuo)標方向(xiang)均無伺服(fu)報警，機床(chuang)可(ke)連續運行72h以上。以上結果充(chong)分表明，采用新(xin)技術，可(ke)以有(you)效地保證滾(gun)珠絲(si)杠組(zu)件的(de)(de)安(an)裝(zhuang)精度，而(er)(er)且該方法(fa)(fa)不受機床(chuang)行程(cheng)的(de)(de)限(xian)制(zhi)。機床(chuang)的(de)(de)行程(cheng)越大(da)(da)(da)，越能(neng)突出其優勢。它為(wei)滾(gun)珠絲(si)杠提供了一種(zhong)有(you)效而(er)(er)可(ke)靠(kao)的(de)(de)方法(fa)(fa) 安(an)裝(zhuang)大(da)(da)(da)型數控機床(chuang)和(he)加工中(zhong)心。
