滚珠螺杆在高速数控机床上的应用
主要措施有:
(1)适当加大螺杆的转速、导程和螺纹头数。目前常用大导 程滚珠螺杆名义直径与导程的匹配为:40mm×20mm,50mm×25mm,50mm×30mm 等,其进给速度均可达到 60m/min 以上。为了提高滚珠丝杆 的刚度和承载能力,大导程滚珠螺杆一般采用双头螺纹,以提高滚珠的有效承载圈数。
(2)改进结构,提高滚珠运动的流畅性。改进滚珠 循环反向装置,优化回珠槽的曲线参数,采用三维造型的导珠管和回珠器,真正做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引进螺母体中,使滚 珠运动的方向与滚道相切而不是相交。这样可把冲击损耗和噪声减至小。
(3)采用“空心强冷”技术。高速滚珠螺杆在运行时由于摩擦 产生高温,造成螺杆的热变形,直接影响高速机床的加工精度。采用“空心强冷”技术,就是将恒温切削液通入空心丝杆的孔中,对滚珠 螺杆进行强制冷却,保持滚珠副温度的恒定。这个措施是提高中、大型滚珠螺杆高速性能和工作精度的有效途径。
(4)对于大行程的高速 进给系统,可采用螺杆固定、螺母旋转的传动方式。此时,螺母一边转动、一边沿固定的螺杆作轴向移动,由于滚珠丝杠不动,可避免受临界 转速的限制,避免了细长滚珠螺杆高速运转时出现的种种问题。螺母惯性小、运动灵活,可实现的转速高。
(5)进一步提高滚珠螺杆的制 造质量。通过采用上述种种措施后,可在一定程度上克服传统滚珠螺杆存在的一些问题。其快速移动速度可达 60m/min,个别情况下 甚至可达 90m/min,加速度可达 15m/s2。
丝杠加工的典型工艺过程
在丝杠的加工为了获得较高的精度,加.下工艺过程应考虑以下几点:
(1) 对外圆和螺纹可分多次加工,逐步减少切削量,从而逐步减少切削力和内应力,减少加工误差,提高加工精度。
(2) 每次粗加工外圆及粗加工螺纹后都要进行时效处理,以便消除内应力。丝杠的精度要求越高,时效处理的次数也越多。
(3) 每次时效处理后都要重新打中心孔或修磨中心孔,以修止时效处理时产生的变形;并除去氧化皮等,使加工有可靠而确的定位基面。
(4) 每次加工螺纹前,先加二L丝杠外圆(切削量很小),然后以丝杠外圆和两端中心孔作为定位基面加丁:螺纹,逐步提高螺纹加工精度。
滚珠丝杆螺母副优点
①运动平稳无爬行由于摩擦阻力小,动、静摩擦系数之差极小,故运动平稳,不易出现爬行现象。
②传动精度高,反向时无空程滚珠螺杆副经预紧后, 可消除轴向间隙,因而无反向死区,同时也提高了传 动刚度。
③、磨损小精度保持性好,使用寿命长。
④、具有运动的可逆性由于摩擦系数小,不能自锁,因而可以将旋转运动转换成直线运动,也可将直线运动转换成旋转运动,即丝杆和螺母均可作主动件或从动件。