高精度數控絲杠（gàng）車床母絲杠結構的設計
2016-11-25 來（lái）源：遼寧地質工程職（zhí）業（yè）學院 作者：劉超
摘要：絲杠作（zuò）為機床傳送（sòng）動力及定位的關鍵部件，是機床性能的（de）重要（yào）保（bǎo）證。因此對於總機設計來說選取正確的絲杠應是一項十分（fèn）重要的工作。從設計角度講述如何選用絲杠，包括在設計（jì）中所（suǒ）必需的參（cān）數計算。
關鍵詞：絲杠；機（jī）床（chuáng）；定位；傳送；動力（lì）
1.母絲杠的設計
高精度（dù）數控絲杠車床母絲杠的設計（jì）需要考慮多方麵，由於（yú）高精度對熱及振動所造成的（de）影響反應敏（mǐn）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（yào）考慮以上因素。母絲杠（gàng）選擇滾珠絲杠，一端與（yǔ）伺服電機（jī）連接，通過伺（sì）服電機帶（dài）動母絲杠運動，或者采（cǎi）用滾珠絲杠螺母（mǔ）旋轉方式。前（qián）者為傳統方式（shì），如果母絲（sī）杠（gàng）長度非常長則帶動絲杠旋轉的電機（jī）功率非常大，消耗電（diàn）量；後者電機（jī）一般安裝在床鞍上，電機功率較小，母絲杠不動，但由於電機（jī）的振動會傳遞給床鞍，影響加工（gōng）精度（dù）。由於（yú）兩種方法目前（qián）均有采用，要根據具（jù）體的情況進（jìn）行選擇，粗車或半精車可采用（yòng）後者（zhě），如果精加工並且對加工精（jīng）度要（yào）求高，則采用前者。
對（duì）於螺母的保護一般采用橡膠墊，厚（hòu）度為（wéi）40 mm～50 mm，固定（dìng）在絲杠兩端的上，一（yī）旦絲杠超程，該橡膠墊（diàn）可防（fáng）止螺母損壞。
絲杠定位采用一端軸向（xiàng）定位，一端軸向不完全定位（wèi）的（de）方法。這樣做的原因（yīn）是：由於滾珠絲杠（gàng）在（zài）工（gōng）作（zuò）時會產生熱量，絲杠會由於熱變（biàn）形而伸長，如果兩端都定位，則絲杠變彎影（yǐng）響加（jiā）工（gōng）精度，並且與支撐件產生振動。絲杠受熱後，向不完全定位的方向（xiàng）微量伸長（zhǎng），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（zhū）絲杠副的導程P計算公（gōng）式為（wéi）：
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（xiàng）同（tóng）的，對於滾珠絲杠傳動機構可（kě）以采用一般滾動軸承的潤滑規定，即（jí）可采用潤滑（huá）油潤滑，亦可采用（yòng）潤滑脂潤滑。
當采用油潤滑滾珠絲（sī）杠時（shí），可使用（yòng）潤滑滾動軸（zhóu）承一樣的潤滑油。由於不斷地補給，潤滑油在起（qǐ）潤滑作用同時還對絲杠有清潔、冷卻的（de）作用。
4.托架結構的設計
高精度數控絲杠車床母絲杠由於絲杠（gàng）長，因此會產生一定的彎曲撓度，采用一定數量的托架是必（bì）須的。托架的數量根據絲杠撓度（dù）的大小，機床的精度要求（qiú）等有關。
支撐的選擇應該根據機床的具體情況，根據所設計（jì）機床的精度要求，合理的選擇支撐個數，同時要考（kǎo）慮到機床的運動對支撐的影響，床鞍運動的速（sù）度，支撐升降速度等等。由於床鞍運動時，支撐必須讓開與床鞍相連（lián）接的螺母，因此必須考慮由此帶來的（de）母絲杠的撓度變化（huà）。支撐越多越（yuè）好，因為在滾珠絲杠螺（luó）母通過時，會有一個支撐躲（duǒ）開螺母，這樣滾珠（zhū）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（dù）增加，根據撓度的變化來（lái）最終確定支撐的（de）數量。以（yǐ）S1Z一（yī）030為例，懸長（zhǎng）為6868mm撓度為3．65ram，作（zuò）為（wéi）高精度絲杠車床，這是絕對不（bú）行（háng）的，而且也容易產生振動及噪聲等。根據撓度公式及機床（chuáng）的情況（kuàng），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（dù），最（zuì）終確定11個支撐，這是合理的（de）。撓度為（wéi）0．00017mm．
5.結語
高（gāo）精度數控絲杠車床母絲杠的設計需要考（kǎo）慮多方麵的原因，從（cóng）多角度思考，避免各（gè）種錯誤，則與普通數控機床有很大的區別。
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