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數控（kòng）車床滾珠絲杆（gǎn）安裝精度測（cè）量裝置設計

2020-6-8 來源：-- 作者：-

【摘要】 滾珠（zhū）絲杆（gǎn）的（de）安裝精度直接影響零件的加工精度，在安裝絲杆時必須保證其安裝精度滿足相應的（de）要求，絲杆安裝時的精度測量是機床裝配（pèi）工藝上尤為重要的一道工序。針對數控車床滾珠絲杆安（ān）裝時打表檢測困難、精度低的情況，設計一種結構簡單、使用（yòng）方便、測量快速準（zhǔn）確的測量（liàng）裝置，能同時測量滾珠絲杆（gǎn）相對於（yú）床身基準麵水平方向和（hé）垂直方向的精度。

【關鍵詞】 數（shù）控車（chē）床；滾珠絲（sī）杆；安裝精（jīng）度；測量裝置

1 引（yǐn）言

滾珠絲杆是數控車床進給傳動係統中最常用的傳動元件（jiàn），其作用是將（jiāng）伺（sì）服電（diàn）機的旋轉運動轉換成運動執行件（刀（dāo）架或拖板）的直線移動。滾（gǔn）珠絲杆的安裝精度直接影響零件的加工精度，在安裝（zhuāng）絲（sī）杆時必（bì）須保證其安裝精度滿足相應的要求，絲杆安裝時的精度測量是機床（chuáng）裝配工藝上尤（yóu）為重要的一道（dào）工序（xù）。因此，研究設計（jì）一種（zhǒng）快速、準確的數控車床滾珠絲（sī）杆安（ān）裝測量裝置是非常必要（yào）的。本文通（tōng）過對數控車床縱向絲杆安裝的結構特點（diǎn）及檢測要求進行分析（xī），設計（jì）了一種手動便攜式的精度測量裝置，可以同時滿足數控車（chē）床縱向滾珠（zhū）絲杆在水平（píng）向和垂直（zhí）向直線度的測量要求，降低了勞動強度，提高（gāo）了測量精度和效率。

2 數控車（chē）床絲杆安裝結構分析

數控（kòng）車床滾珠絲杆（gǎn）安裝結構如（rú）圖（tú）1所示，滾珠絲杆3由前軸承（chéng）座（zuò）11和後軸承座2固定安裝在床身1上，滾珠絲（sī）杆螺母安裝在絲杆螺母座4上，絲杆螺母座4固定在溜板箱5上，溜板箱5用螺紋連接（jiē）固（gù）定在大拖板 6 上，當（dāng）滾動絲杆 3 轉動時就帶動大拖板 6在床身1的（de）V型導軌（俗稱大山）9和矩（jǔ）形導軌11上（shàng）做直線運動，實現數控（kòng）車床的縱向進給傳動。由（yóu）此可知，絲杆前後軸承座安裝在床身上後，必須使滾珠（zhū）絲杆的中心軸線與床身導軌麵在垂直方向上和水平方向上都保（bǎo）持一定的平行度，即滾珠絲杆在這兩個方向上的直線度，這就是（shì）滾珠絲杆的安裝精度。在裝配過程中，裝配者必須（xū）測量滾珠絲杆的安裝精度，使其在數控車床要求的精度範圍內，才能將前後軸承座正確的固定在床身上實現滾珠絲杆（gǎn）的安裝。

為了測量（liàng）滾珠絲杆垂直方（fāng）向和水平方向上的直線度，可以通過（guò）在這兩個平麵上（shàng）用百分表進行打表檢測，由（yóu）於滾珠絲杆表麵有螺紋凹槽，當將百分表放在滾珠絲杆（gǎn）表麵時，滾珠絲杆轉動一定（dìng）角度後滾珠絲杆螺牙間的（de）凹槽轉（zhuǎn）動（dòng）到百分（fèn）表觸頭位（wèi）置時，百分表觸頭即碰不到（dào）滾珠絲杆的螺牙，百分表的讀數也就無效了，除非工作人員能夠非常快速地完成測量，另外由於滾（gǔn）珠絲杆的長度較長，在測量時至少需要測量兩端和中間三個位置，采用上述方法測量（liàng）精（jīng）度低，要在滾珠絲杆轉動（dòng）過程中用百分表測量滾（gǔn）珠絲杆在水平向和垂直向的直線度非（fēi）常困難。為（wéi）了讓百分表觸（chù）頭在絲杆轉動時能一直（zhí）接觸到被測表麵，在滾珠絲杆和百分表之間設計一個測量架，當（dāng）移動測量架（jià）時百分表可以同時測量兩個方向的直線度。

圖1 數控車床滾珠絲杆裝配結構圖

3 絲杆安（ān）裝精度測量裝置結構設計

3.1 定位方案設計（jì）

根據數控車床滾珠絲杆的（de）安裝結構和特點可知，滾珠絲（sī）杆的安裝基準應該和大（dà）拖（tuō）板（bǎn）的安裝基（jī）準一致，即以床身上 V 型導軌和矩型導軌為定位基準安裝。檢測時模擬大（dà）拖板的運動使（shǐ）測量裝置在導軌上滑動，同時觀察（chá）百分表的讀數，測出水平方向和垂直方向的（de）直線度。

3.2 測量裝置結構設計

如圖2所示，該測（cè）量裝置由百分表⑥5、百分表⑥7和測量架三（sān）部分組成，百分表⑥5 測量滾珠絲杆 9 水平方（fāng）向的精度，百分（fèn）表⑥7測量（liàng）滾珠絲杆（gǎn）9垂直方向的精度，測量架（jià）由定位部分支板2 和測量部分側支板 4 組成。支板 2 的下平麵裝有定位棒 3 和滑塊 1 分別與床身 19 的 V 型導軌麵和矩形導軌麵配合實現定位，並且可在機床導軌上滑動。支板2的一端與側支板4垂直連接，側支（zhī）板 4 上裝有垂（chuí）直測量轉接裝（zhuāng）置 8 和水平測（cè）量轉接裝置 6，百分表⑥5 與垂（chuí）直測量轉接裝置 8 連接，百分表⑥7 與水平測量轉接（jiē）裝置6連接。

圖2 數控車床滾珠絲杆安裝精度測量裝置結構示意圖

圖3 數控車床滾珠絲杆安裝（zhuāng）精度測量裝置（zhì）裝配圖

如圖3所示，垂直向測量轉接裝置包括百分表安裝架⑥7、L形杠杆13、定位軸6、彈簧⑥14。側支板4設（shè）置有（yǒu）通槽⑥，通槽⑥與滾珠絲杆 12 的軸線相互（hù）垂直。L 形杠杆 13 包括主體、水平臂、垂直臂，主體通過圓柱銷 18 定位在側支板 4 的通槽⑥中，並且可在通槽⑥中繞圓柱銷（xiāo）18自由擺動，水平（píng）臂向床身19一側延伸（shēn）至滾珠絲杆12上側邊緣，垂直臂在（zài）通（tōng）槽⑥中（zhōng）向上延伸。百分表的安裝架⑥7連接在通槽⑥的外側邊緣，百分表安裝架（jià）⑥7設有定位孔，定位軸 6 設置在定位孔（kǒng）中，且內側延伸至（zhì）通槽⑥中，彈簧⑥14 套在定位軸（zhóu） 6 外，且彈簧⑥14 兩端分別與定位軸 6 的內側突台及（jí） L 形杠杆 13 的垂直臂（bì）相（xiàng）抵，百分表⑥5 安裝在百分表安裝架⑥7 上，且測量觸頭延伸至通槽（cáo）⑥中與 L 形杠杆 13 的垂直臂相接觸。

如圖3所示，水平向測量轉接裝置包括百分表安裝架⑥9、套筒 10、滑（huá）動（dòng）階梯軸 11、彈簧⑥16。側支板 4 設置通槽⑥，套筒（tǒng） 10設置（zhì）在（zài）通槽⑥中，滑動（dòng）階梯軸 11 設置在套筒 10 中，滑動階梯軸11 內側向床身 19 垂直延伸至滾珠絲杆 12 側緣，彈（dàn）簧⑥16 套在滑動階梯軸11外，彈簧⑥16兩端與套筒10內壁及滑動階梯軸11的台階麵相抵。百分表安裝架⑥9 與側支板 4 連接，百分表⑥8 安裝在百分表安裝架⑥9 上，且（qiě）量觸頭延伸至滑動階（jiē）梯軸 11 端麵與外側端麵相接（jiē）觸。

3.3 測量裝置工作原理

圖 3 所示，測量（liàng）時，將（jiāng）兩條定位棒 3 定位（wèi）放置在床身 19 的 V型導軌麵上，滑塊 1 放置在床身 19 矩形導軌麵上。測量部分由側支板4完成，支板2與（yǔ）側支板4用（yòng）腰形孔相聯接，便於調（diào）整。垂直向測量轉接裝置的L形杠杆（gǎn）13的水平（píng）臂延伸至Z向滾珠絲杆12 上側邊緣，用於測量滾珠（zhū）絲杆 12 的垂直方向跳動精度，跳動精度數值由百分表⑥5讀出；水平向測量轉接裝置的滑（huá）動階梯軸11 內側延伸至 Z 向滾（gǔn）珠絲杆 12 外側邊緣，測量抵壓塊 17 與 Z 向滾珠絲杆12相接（jiē）觸，水平方向跳動精度數值由百分表⑥8讀出，測（cè）量滾珠絲杆12水平和垂直方向的直線度時，隻需在床（chuáng）身19上來回移（yí）動測量架，就可以由兩塊百（bǎi）分（fèn）表同時讀出滾珠絲杆12任意點的水平和垂直方向的跳動精度值及直線度的精度值。

4 結論（lùn）

本設計主要為了解（jiě）決數控車床縱向（xiàng）滾（gǔn）珠絲杆（gǎn）能快速（sù）調試、準確安裝，而研究設計了一種結構簡單、使用（yòng）方便、測量精度（dù）高（gāo）的測量裝（zhuāng）置，能同時測量滾（gǔn）珠絲杆相對於床身（shēn）基（jī）準麵水平方向和垂直方（fāng）向的精（jīng）度。滿足（zú）了機床（chuáng）裝配的工藝（yì）要（yào）求，提（tí）高了生（shēng）產率和經濟效益，具有很高的使用價值（zhí），值得推（tuī）廣。

（來源：廣（guǎng）西科技大學（xué）鹿山學院；作者：黃豔，賴玉活，黎（lí）鑫（xīn）澤，徐琦，晏港

）

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