随着汽车、国防、航空、航天等工业技术高速发展,各种高性能合金材料的大量应用,对数控机床加工的高速化、高精度化要求越来越高。也随着数控机床尤其是加工中心工作精度要求的日益提高,滚珠丝杠副作为数控机床的主要进给功能部件,其选用及安装将直接影响到数控机床的性能指标。只有正确选用和合理安装滚珠丝杠副,才能确保机床在合理的温升范围内保持高进给精度。
滚珠丝杠副是由滚珠、丝杠、螺母等组成的机械元件,是将回转运动直接转化为直线运动或将直线运动转化为回转运动的理想产品,是对传统丝杠的进一步发展。滚珠丝杠副因优良的摩擦特性,广泛应用于工业设备、精密仪器、精密数控机床等机械设备中。滚珠丝杠副作为机床直接驱动执行元件,极大的推动了机床行业的数控化发展。
滚珠丝杠副主要是用来实现数控机床移动部件的进给和准确定位,滚珠丝杠副的精度将直接影响数控机床各坐标轴的定位精度。滚珠丝杠副的选用总体应依据机床的载荷和定位精度而定。正确的安装时有效维护的前提。因此,滚珠丝杠螺母副安装到机床时,应注意以下几点:
①丝杠的轴线必须和与之配套导轨的轴线平行,机床的两端轴承座与螺母必须三点成一线。
②安装螺母时,尽量靠近支撑轴承。
③安装支撑轴承时,尽量靠近螺母安装部位。
④滚珠丝杠安装到机床时,请不要把螺母从丝杠上卸下来。
如必须卸下来时要使用辅助套,否则卸载时滚珠有可能脱落。螺母卸载时应注意以下几点:
①辅助套外径应小于丝杠底径0.1-0.2mm。
②辅助套在使用中必须靠紧丝杠螺纹轴肩。
③卸装时,不可用力过大,以免螺母损坏。
④装入安装孔时要避免撞击和偏心。
数控机床在进给过程中产生精度误差的主要原因有导轨本身的精度和进给系统的刚性。这些可以通过产品的设计和加工得到解决。而对于滚珠丝杠副,虽然在设计选用中考虑到温升产生的位移变化,导程值预先置为负值并经过精密加工达到较高的精度,但机床在使用过程中滚珠丝杠副的温升与丝杠副的转速及周围环境温度变化密切相关,即温升不是一个固定不变的数值,丝杠因温升产生不确定的热变形而无法满足高精度的定位要求,从而影响机床的进给精度。所以在丝杠的安装上必须考虑采用预拉伸安装方式,通过对滚珠丝杠进行一个固定值预拉伸量,使导程叨叨理想值,同时丝杠内部产生了一定的拉应力,这样在机床的使用过程中,丝杠因温度升高产生的热应力会与预拉伸产生的拉应力相互抵消,丝杠不产生热伸长。从而使得滚珠丝杠副在一定的温升范围内有很好的精度保持性。
滚珠丝杠副两种预接伸安装方式:
1)调整垫片拉伸法。
2)蝶形弹簧拉伸法。