高精度數控絲杠車床母絲杠結構的設計
2016-11-25 來源：遼寧地質工程職業學院 作者：劉超
摘要：絲杠作為機床傳送動力及定位的關鍵部件，是機床性能的重要保證。因此對于總機設計來說選取正確的絲杠應是一項十分重要的工作。從設計角度講述如何選用絲杠，包括在設計中所必需的參數計算。
關鍵詞：絲杠；機床；定位；傳送；動力
1.母絲杠的設計
高精度數控絲杠車床母絲杠的設計需要考慮多方面，由于高精度對熱及振動所造成的影響反應敏感；母絲杠的長度一般比較長，因此其支撐是必須的，在設計時要考慮以上因素。母絲杠選擇滾珠絲杠，一端與伺服電機連接，通過伺服電機帶動母絲杠運動，或者采用滾珠絲杠螺母旋轉方式。前者為傳統方式，如果母絲杠長度非常長則帶動絲杠旋轉的電機功率非常大，消耗電量；后者電機一般安裝在床鞍上，電機功率較小，母絲杠不動，但由于電機的振動會傳遞給床鞍，影響加工精度。由于兩種方法目前均有采用，要根據具體的情況進行選擇，粗車或半精車可采用后者，如果精加工并且對加工精度要求高，則采用前者。
對于螺母的保護一般采用橡膠墊，厚度為40 mm～50 mm，固定在絲杠兩端的上，一旦絲杠超程，該橡膠墊可防止螺母損壞。
絲杠定位采用一端軸向定位，一端軸向不完全定位的方法。這樣做的原因是：由于滾珠絲杠在工作時會產生熱量，絲杠會由于熱變形而伸長，如果兩端都定位，則絲杠變彎影響加工精度，并且與支撐件產生振動。絲杠受熱后，向不完全定位的方向微量伸長，絲杠車床的轉速不高，床鞍移動較慢，加之受力較小，伸長量不大。
2.滾珠絲杠的計算
滾珠絲杠副的導程P計算公式為：
3.潤滑設計
滾珠絲杠的潤滑方式與滾動軸承潤滑方式是相同的，對于滾珠絲杠傳動機構可以采用一般滾動軸承的潤滑規定，即可采用潤滑油潤滑，亦可采用潤滑脂潤滑。
當采用油潤滑滾珠絲杠時，可使用潤滑滾動軸承一樣的潤滑油。由于不斷地補給，潤滑油在起潤滑作用同時還對絲杠有清潔、冷卻的作用。
4.托架結構的設計
高精度數控絲杠車床母絲杠由于絲杠長，因此會產生一定的彎曲撓度，采用一定數量的托架是必須的。托架的數量根據絲杠撓度的大小，機床的精度要求等有關。
支撐的選擇應該根據機床的具體情況，根據所設計機床的精度要求，合理的選擇支撐個數，同時要考慮到機床的運動對支撐的影響，床鞍運動的速度，支撐升降速度等等。由于床鞍運動時，支撐必須讓開與床鞍相連接的螺母，因此必須考慮由此帶來的母絲杠的撓度變化。支撐越多越好，因為在滾珠絲杠螺母通過時，會有一個支撐躲開螺母，這樣滾珠絲杠在不考慮床鞍通過螺母對絲杠作用的情況下，絲杠懸長加大，撓度增加，根據撓度的變化來最終確定支撐的數量。以S1Z一030為例，懸長為6868mm撓度為3．65ram，作為高精度絲杠車床，這是絕對不行的，而且也容易產生振動及噪聲等。根據撓度公式及機床的情況，進行分析，確定支撐的數量，在進行撓度計算，根據機床設計的要求，滿足精度，最終確定11個支撐，這是合理的。撓度為0．00017mm．
5.結語
高精度數控絲杠車床母絲杠的設計需要考慮多方面的原因，從多角度思考，避免各種錯誤，則與普通數控機床有很大的區別。
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