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滚珠丝杠在数控机床中的几种状态形式, 滚珠丝杠副作为数控机床的进给传动链,其装配形式和精度决定了数控机床的定位精度,也影响着进给轴插补运行的平稳性。滚珠丝杠副安装形式及受力,数控机床进给轴常见的丝杠支撑有如下几种形式:
1、一端固定——一端自由
丝杠一端固定,另一端自由。固定端轴承同时承受轴向力和径向力,这种支承方式用于行程小的短丝杠或者用于全闭环的机床,因为这种结构的机械定位精度是不可靠的,特别是对于长径比大的丝杠(滚珠丝杠相对细长),热变性是很明显的,1.5m长的丝杠在冷、热的不同环境下变化0.05~0.10mm是很正常的。但是由于他的结构简单,安装调试方便,许多机床仍然采用这种结构,但是必须加装光栅,采用全闭环反馈。
2、一端固定——另一端支承
丝杠一端固定,另一端支承。固定端同时承受轴向力和径向力;支承端只承受径向力,而且能作微量的轴向浮动,Tr190直径梯形螺纹丝杠,可以减少或避免因丝杠自重而出现的弯曲,同时丝杠热变形可以自由的向一端伸长。这种结构使用广泛,目前国内中小型数控车床、立式加工中心等均采用这种结构。
3、两端固定
丝杠两端均固定。固定端轴承都可以同时承受轴向力,这种支承方式,可以对丝杠施加适当的预紧力,丝杠,提高丝杠支承刚度,可以部分补偿丝杠的热变形。
新的装配工艺方法:
1、首先,采用整体式芯棒将丝母座孔校正,使其与基准导轨的正、侧向平行度在0.01/1000以内;
2、把丝母座固定后,采用测量夹具实际测量出丝母座孔距基准导轨的正、侧向距离;然后,同样采用整体式检棒将轴承孔与基准导轨的正、侧向平行度找正在0.01/1000以内,采用测量夹具实际测量出轴承孔距基准导轨的正、侧向距离,要求丝母孔与基准导轨正、侧向距离一致,允差为0.01;将轴承座固定。这种方法采用整体式检棒,不仅长度短小,而且将芯棒和定位套合二为一,消除了芯棒与定位套之间的配合间隙,可靠保证了轴承孔、丝母座孔与导轨的平行度;
3、通过实际距离的测量,使两端轴承支承孔与丝母座孔的同轴度也得到了可靠的保证,这样就降低了滚珠丝杠的绕度和径向偏置载荷,提高了丝杠副的安装精度。
4、另外,在安装滚珠丝杠的过程中,必须严格控制滚珠丝杠的轴向窜动量,此项技术指标将直接影响滚珠丝杠进给系统的传动位置精度。根据现场实际验证表明:首先,要将安装伺服电机端的轴承座内的轴承装配好,其在滚动丝杠传动过程中起主要作用,将滚珠丝杠的轴向窜动量控制在0.015~0.02之间;然后,再将另一端轴承座内的轴承装配好,使轴向窜动量控制在0.01以内。这样就能有效保证滚珠丝杠进给系统的刚度和精度。
5、滚珠丝杠轴的预拉伸也是非常必要的。为了提高滚珠丝杠进给系统的刚度和精度,给丝杠轴实施预拉伸是非常有效的,但由于丝杠轴的各断面不同,而温升值又不易设定,所以按有关文献计算得出的预拉力只能作为参考量。
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