






滚珠丝杠螺母副是数控机床进给驱动系统的主要功能部件。随着数控机床向高速化方向发展,对机床的进给速度提出了更高的要求。虽然目前人们为了实现高速进给探索研究出直线电动机、并联虚拟轴机床,花键丝杆生产厂,但由于它们成本高以及技术不是很完善等问题,还没能被广泛接受。因而高速滚珠丝杠螺母副传动系统在高速进给驱动系统中仍然占主导地位。因此,有必要对实现丝杠螺母副高速化的方法及相关问题进行研究。

1.高速的实现方法
(1)加大导程和螺纹头数 这就是我们常说的大导程滚珠丝杠副,先前的观点是因导程增大不利于提高导程精度,而且进给系统的静刚度迅速下降,所以只适用于对定位精度要求不高的快速驱动场合。

(2)增加丝杠的旋转速度,增加电动机的旋转速度可以提高进给速度,但是由于丝杠本身的固有频率,因而存在临界速度的限制。
(3)丝杠固定,螺母驱动螺母一边转动一边沿固定的丝杠作轴向移动,没有了作为转速上限的回转丝杠的弯曲临界转速。但是弯曲固有频率在固定丝杠的情况下也必须加以考虑
(4)丝杠和螺母同时驱动。

2. 高速化引发问题的解决 对于高速机床来说,在满足高速度的前提下,还要保证,片面地要求高速度是没有意义的。滚珠丝杠进给系统在高速下长时间运行都会导致滚珠丝杠温度的上升,随之势必产生滚珠丝杠的轴向热位移,直接导致机床进给轴的定位精度下降。为此,需要采取一定的措施来抑制热位移,改善机床进给轴的定位精度,从而提高机床的工作精度。

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丝杆加工工艺:
1、使用38CrMoAl,有利于辉光离子氮化的进行;
2、丝杆调质、粗磨后进行辉光离子氮化,可使丝杆硬度达到HRC70,远超过一般丝杆的硬度,廊坊花键丝杆,从而使丝杆的耐磨性大大增加,花键丝杆定做,并且控制好辉光离子氮化的工艺参数,可使丝杆不改变精度,也不需要再进行去应力处理;

3、丝杆粗磨、渗氮(硬度达HRC70)后直接进行光整,不需进行精磨、研磨和抛光,大幅度节省了机械加工的时间,使生产效率大大提高;

4、采用脉冲电化学复合光整技术对丝杆进行光整加工,可使丝杆表面粗糙度粗磨后一步降低至Ra0.1μm以下,花键丝杆生产厂家,至低可达到Ra0.02μm,从而加工出超光滑的表面;

5、由于丝杆硬度高、表面粗糙度低,可使丝杆的疲劳寿命较普通丝杆增加3-5倍,使用噪声降低6-8分贝;
6、脉冲电化学复合光整加工的效率与丝杆表面硬度无关,对于HRC70硬度的表面也能很快完成光整加工;

7、光整加工过程中不产生磨削力和磨削热,不产生附加应力,丝杆的精度高,表面也不产生磨削裂纹;
8、由于减少了半精磨、精磨的工序,车间里由于磨削加工所生产的油雾大幅减少,对环境的污染也大幅减少,是一种绿色制造方法,光整后的丝杆调整装配后可直接提供给用户,不需要进行长时间跑和,生产周期大大缩短。

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滚珠丝杆的故障诊断:故障现象:加工件粗糙度值高。
故障原因: A.导轨的润滑油不足够,致使溜板爬行! 排除方法:加润滑油,排除润滑故障 ;B.滚珠丝杆有局部拉毛或研损! 排除方法:更换或修理丝杆 ;C.丝杆轴承损坏,运动不平稳! 排除方法:更换损坏轴承;D.伺服电动机未调整好,增益过大! 排除方法:调整伺服电动机控制系统。

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