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滾珠螺杆應用在高速高精數控機床上

  • 發布時間:2014-5-4
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  • 作者: admin

         高速加工是麵向21世紀的一項高新技術,它以高效率、高精度和高表麵質量為基本特征,在航天航空、汽車工業、模具製造、光電工程和儀器儀表等行業中獲得了越來越廣泛的應用,並已取得了重大的技術經濟效益,是當代先進製造技術的重要組成部分。為了實現高速加工,首先要有高速數控機床。高速數控機床必須同時具有高速主軸係統和高速進給係統,才能實現材料切削過程的高速化。為了實現高速進給,國內外有關製造廠商不斷采取措施,提高滾珠螺杆的高速性能。主要措施有:
        1適當加大螺杆的轉速、導程和螺紋頭數。目前常用大導程滾珠螺杆名義直徑與導程的匹配為:40mm×20mm,50mm×25mm,50mm×30mm等,其進給速度均可達到60m/min以上。為了提高滾珠絲杆的剛度和承載能力,大導程滾珠螺杆一般采用雙頭螺紋,以提高滾珠的有效承載圈數。
        2改進結構,提高滾珠運動的流暢性。改進滾珠循環反向裝置,優化回珠槽的曲線參數,采用三維造型的導珠管和回珠器,真正做到沿著內螺紋的導程角方向將滾珠引進螺母體中,使滾珠運動的方向與滾道相切而不是相交。這樣可把衝擊損耗和噪聲減至最小。
        3采用“空心強冷”技術。高速滾珠螺杆在運行時由於摩擦產生高溫,造成螺杆的熱變形,直接影響高速機床的加工精度。采用“空心強冷”技術,就是將恒溫切削液通入空心絲杆的孔中,對滾珠螺杆進行強製冷卻,保持滾珠副溫度的恒定。這個措施是提高中、大型滾珠螺杆高速性能和工作精度的有效途徑。
        4對於大行程的高速進給係統,可采用螺杆固定、螺母旋轉的傳動方式。此時,螺母一邊轉動、一邊沿固定的螺杆作軸向移動,由於絲杆不動,可避免受臨界轉速的限製,避免了細長滾珠螺杆高速運轉時出現的種種問題。螺母慣性小、運動靈活,可實現的轉速高。
        5進一步提高滾珠螺杆的製造質量。通過采用上述種種措施後,可在一定程度上克服傳統滾珠螺杆存在的一些問題。其最大快速移動速度可達60m/min,個別情況下甚至可達90m/min,加速度可達15m/s2。由於滾珠螺杆曆史悠久、工藝成熟、應用廣泛、成本較低,因此在中等載荷、進給速度要求並不十分高、行程範圍不太大小於4~5m的一般高速。

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