機(jī)床滾珠絲桿安裝方法的改進(jìn)

徐孝鋒

摘 要：數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給體系是由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器與滾珠絲杠直接相連，然后由滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成，它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，它是滾珠螺絲的進(jìn)一步延伸和發(fā)展，將軸承從滾動(dòng)動(dòng)作變成滑動(dòng)動(dòng)作，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器。由于CJK6140數(shù)控機(jī)床與其他型號(hào)機(jī)床的滾珠絲桿的安裝有一些不同點(diǎn)以及作者在安裝中的一些體會(huì)，所以文章將敘述下該數(shù)控機(jī)床的滾珠絲桿的安裝。

關(guān)鍵詞：滾珠絲桿；消除間隙；安裝；處理

作者在金華湯溪齒輪機(jī)床有限公司實(shí)踐了一段時(shí)間。在工作中，質(zhì)檢員在檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床的精度時(shí)，常測(cè)量出工件的尺寸不達(dá)標(biāo)，產(chǎn)生這類原因大部分是發(fā)生在拖板在運(yùn)行時(shí)的反向誤差較大等問(wèn)題上，導(dǎo)致拖板有一瞬間的停頓，從而影響了被加工零件的精度；還有一些情況是在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中，測(cè)量絲桿跳動(dòng)過(guò)大。關(guān)于這類問(wèn)題的原因，常常與安裝滾珠絲桿時(shí)出現(xiàn)了間隙或者滾珠絲桿出現(xiàn)了磨損的情況下發(fā)生的，因?yàn)闈L珠絲桿沒(méi)有安裝到位或者在安裝過(guò)程中被敲毛，那軸向竄動(dòng)或者跳動(dòng)就會(huì)過(guò)大。現(xiàn)在談?wù)勛髡咴诎惭b型號(hào)為CJK6140數(shù)控機(jī)床的滾珠絲桿的過(guò)程中的一些體會(huì)。

滾珠絲桿的結(jié)構(gòu)大部分人都知道，傳統(tǒng)分為內(nèi)循環(huán)結(jié)構(gòu)和外循環(huán)結(jié)構(gòu)兩種，也是最常用的結(jié)構(gòu)。滾珠絲桿是用來(lái)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，具有傳動(dòng)效率高，定位準(zhǔn)確等。

在數(shù)控機(jī)床上主要有兩根絲桿來(lái)作傳動(dòng)作用。一根通常叫做小絲桿，主要是控制刀架下面的小拖板的傳動(dòng)，即數(shù)控機(jī)床上的徑向傳動(dòng)（X軸）；另一根通常叫做大絲桿，主要是控制大拖板的傳動(dòng)，即數(shù)控機(jī)床上的軸向傳動(dòng)（Z軸）。大小絲桿的安裝方法大致相同，下面談點(diǎn)本人安裝小絲桿時(shí)的體會(huì)。

1 CJK6140滾珠絲桿的安裝

在數(shù)控車床的裝配過(guò)程中，滾珠絲桿影響精度的主要體現(xiàn)在安裝方法不可取或者安裝錯(cuò)誤以及沒(méi)有安裝到位等。比如大拖板軸承孔較深或者較淺，前面工序的工件精度不合格或者滾珠絲桿本身的問(wèn)題。

1.1 滾珠絲桿一般采用的方法

對(duì)于滾珠絲桿的安裝，為了保證軸向剛度高，機(jī)床性能好，我們一般采用“雙推-雙推式”的方法。這種方法適用高剛度、高傳動(dòng)、高精度的絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)。

“雙推-雙推式”的方法很簡(jiǎn)單，就是在聯(lián)接電動(dòng)機(jī)軸套的一端安裝上止推軸承，在另一端，安裝上深溝球組合軸承。

我們?cè)诎惭b大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床時(shí)，通常先把止推軸承用特制的軸套慢慢敲擊進(jìn)絲桿，敲擊到軸承與絲桿配合區(qū)域的頂端。安裝好止推軸承后，把絲桿放入大拖板內(nèi)，再來(lái)安裝另一端的深溝球組合軸承。安裝深溝球組合軸承時(shí)，首先放入組合墊片，再按深溝球組合軸承的組合，按順序把深溝球組合軸承敲擊進(jìn)至絲桿軸上，直到組合墊片觸碰到大拖板絲桿孔底部為止。兩端軸承都安裝好后，在把滾珠絲桿連同軸承一同敲擊進(jìn)大拖板上的定位孔內(nèi)。

安裝CJK6140的數(shù)控機(jī)床的滾珠絲桿，首先要把滾珠絲桿放進(jìn)大拖板內(nèi)，然后用木頭或者鋁塊墊在電動(dòng)機(jī)軸套端的絲桿軸以及大拖板間，選擇木頭或者鋁塊是為了不讓絲桿軸起毛刺。安裝時(shí)，首先要安裝深溝球組合軸承，止推軸承要連同滾珠絲桿一同安裝到位，這樣才能保證同軸度以及不會(huì)敲歪軸承，保證絲桿的精度。

1.2 安裝軸承時(shí)的注意事項(xiàng)

（1）控制力度要適中。因?yàn)檩S承和滾珠絲桿間是過(guò)渡配合，所以敲擊的力度要適中。（2）在同一直線敲擊軸承。為了保證同軸度，要盡量在同一直線上敲擊軸承。（3）軸承與滾珠絲桿軸盡量同心，這樣容易安裝，而且不容易損壞絲桿或者敲壞軸承。前面的安裝完成后，下一步就要檢測(cè)滾珠絲桿的精度，以便達(dá)到滾珠絲桿的安裝精度，而這一步工序簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是消除間隙。

2 滾珠絲桿的間隙消除

滾珠絲桿出現(xiàn)間隙的原因有很多，比如滾珠絲桿的本身間隙過(guò)大，軸承孔過(guò)深，孔蓋頂不到軸承，反向誤差過(guò)大。

安裝好滾珠絲桿后，調(diào)整滾珠絲桿的間隙分兩種，第一種是滾珠絲桿本身的調(diào)整，第二種則是整根滾珠絲桿的位移調(diào)整。首先介紹滾珠絲桿的本身的調(diào)整，調(diào)整的方法有雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整法和雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整法。

2.1 滾珠絲桿的本身調(diào)整

（1）雙螺母螺紋調(diào)隙。利用兩個(gè)鎖緊和固定螺母調(diào)整預(yù)緊力的結(jié)

構(gòu)。兩個(gè)工作螺母以平鍵與外套相聯(lián)，其中右邊的一個(gè)螺母外伸部分有螺紋，即帶凸緣絲桿螺母。當(dāng)兩個(gè)鎖緊和固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，正是由于平鍵限制了工作螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)，才使得帶外螺紋的工作螺母能相對(duì)于鎖緊螺母軸向運(yùn)動(dòng)。間隙調(diào)整好后，用固定螺母固定住鎖緊螺母使?jié)L珠絲桿的間隙處于最小值。這種方法的預(yù)緊比較可靠，調(diào)整起來(lái)比較方便，但是這種方法的缺點(diǎn)就是不容易控制精度，比較難調(diào)整到理想的合格精度。有些滾珠絲桿會(huì)出現(xiàn)鎖緊和固定螺母固定住滾珠絲桿后，滾珠絲桿的精度沒(méi)有達(dá)到精度要求，但是誤差相差不大。這種情況就需要使用雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整法。（2）雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整法。在兩個(gè)工作螺母的凸緣上分別切出齒數(shù)為Z1、Z2的齒輪，且Z1、Z2相差一個(gè)齒，兩個(gè)齒輪分別與兩端相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合，內(nèi)齒圈緊固在螺母座上。設(shè)其中的一個(gè)螺母Z1轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒時(shí)，絲桿的軸向移動(dòng)量為S1，則有S1=T/Z1如果兩個(gè)齒輪同方向各轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，則絲桿的軸向位移為△S=S1-S2=T/Z1-T/Z2=T/Z1Z2例如螺母Z1=99，螺母Z2=100時(shí)，△S≈1μm。這類方法適合精度調(diào)隙，調(diào)整精度比較高，屬于微調(diào)方法。

這兩種方法在廠里安裝滾珠絲桿時(shí)常常用到，個(gè)人感覺(jué)比較容易操作，首先使用雙螺母螺紋調(diào)隙法調(diào)到大致位置，再使用雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整法微調(diào)，一般情況下，滾珠絲桿都能調(diào)到合格精度。

2.2 整根滾珠絲桿的位移調(diào)整

調(diào)整整根滾珠絲桿的位移不是很常見(jiàn)，因?yàn)榇笸习宓目咨畛叽绾细竦脑?，這種情況一般不會(huì)出現(xiàn)，但不排除這種現(xiàn)象，因?yàn)閺S家為了節(jié)省成本或者趕工，很少會(huì)讓大拖板這種大件報(bào)廢。如果需要調(diào)整整根滾珠絲桿的位移，就要從軸承的間隙方面入手。如果要讓整根絲桿反向運(yùn)行時(shí)沒(méi)有誤差，就要使軸承頂?shù)酱笸习宥ㄎ豢椎目椎?，因?yàn)榘惭b時(shí)已經(jīng)安裝進(jìn)了深溝球組合軸承，所以加厚里面的軸承墊片的方法是不可行了，只有把整個(gè)深溝球組合軸承頂?shù)蕉ㄎ豢椎撞浚瑥亩鴰?dòng)整個(gè)滾珠絲桿，滾珠絲桿才不會(huì)出現(xiàn)反向位移間隙過(guò)大的情況，作者覺(jué)得以下兩種方法比較簡(jiǎn)便。

（1）第一種方法是在深溝球組合軸承與孔蓋上伸入孔中的一端之

間加入墊片，把深溝球組合軸承頂入孔底，以達(dá)到減小間隙。這種方法有一個(gè)缺點(diǎn)，就是孔不能太深，因?yàn)榭咨w的尺寸是固定的。（2）第二種方法是在第一種方法達(dá)不到要求情況下使用，因?yàn)樵诳咨w中，還有一個(gè)滾珠絲桿軸套，這個(gè)滾珠絲桿套起到的是固定作用，這個(gè)起到固定作用的滾珠絲桿套也可以作為“墊片”的作用。作為固定元件也可以調(diào)整整根絲桿的間隙，如果定位孔太深，那么可以使用多加一個(gè)滾珠絲桿軸套，再按照調(diào)整滾珠絲桿本身的那兩類調(diào)整法去調(diào)整間隙。這種方法雖然調(diào)整快捷方便，但是機(jī)床在多次操作不當(dāng)導(dǎo)致撞車后或者使用年久后，很容易失去精度。

滾珠絲桿是整臺(tái)機(jī)床的重要安裝環(huán)節(jié)，如果安裝不合格，那就要將拖板上的所有零部件都拆卸掉重新裝備。上述方法在個(gè)人安裝滾珠絲桿過(guò)程中，感覺(jué)方法比較簡(jiǎn)便，試車后如果精度不合格也容易調(diào)整，減少了不必要的返工，不但提高了滾珠絲桿的安裝精度，同時(shí)也提高了滾珠絲桿的安裝效率以及精度調(diào)整的效率。

文章主要是簡(jiǎn)述了如何安裝滾珠絲桿以及如何消除間隙的問(wèn)題，保證滾珠絲桿的精度，提高整臺(tái)數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量。所提及的方法不一定是最好的，也許還有很多更好的方法等待我去探索實(shí)踐。力爭(zhēng)在今后的工作和不斷學(xué)習(xí)中，更進(jìn)一步提高自己的業(yè)務(wù)能力和水平。

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