加工中心廣泛用于加工復雜形狀零件和孔系零件。對于復雜形狀零件的加工,主要是控制刀具相對工件的運動軌跡;對于孔系零件的加工,除了保證孔的加工精度外,還要保證相應的孔距達到加工要求。不管是對運動軌跡的控制,還是對孔距的控制,都要求加工中心具有較高的定位精度。而滾珠絲杠作為加工中心進給系統中重要的傳動件,其自身產生的定位誤差對加工中心定位精度的影響甚大。
1 滾珠絲杠定位誤差產生的原因
1.1 滾珠絲杠制造時產生的定位誤差
該誤差是指滾珠絲杠螺旋滾道的螺距誤差, 可用滾珠絲杠的行程精度來描述[1],包括:2π 行程內允許行程變動量 V2πp;300 mm 行程內允許行程變動量V300p;有效行程Lu內允許行程變動量Vup;目標行程公差ep;有效行程Lu 內補償值C;實際平均行程偏差esa。如圖1 所示為滾珠絲杠行程精度的各項指標。滾珠絲杠的精度等級不同,各項指標的值也不相同。
1.2 滾珠絲杠螺母副組裝和受載時產生的定位誤差
該誤差的表現形式是絲杠與螺母之間的間隙。該間隙是滾珠絲杠相對螺母無相對轉動時, 絲杠相對螺母的最大軸向竄動量。該竄動量由滾珠絲杠螺副組裝時產生的游隙和滾珠絲杠受軸向載荷作用而產生的拉壓變形兩部分組成。
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4 結束語
滾珠絲杠作為加工中心進給傳動系統的重要傳動件,其定位誤差分析與計算是選型的重要依據。應根據絲杠的軸向載荷大小來確定絲杠直徑,根據絲杠的支承結構、支承方式、行程來確定絲杠的總長度;并對絲杠的剛度、熱變形和臨界轉速等進行必要的驗算。在此基礎上,再根據機床定位精度的要求來選擇合理的滾珠絲杠精度等級,以確保滾珠絲杠的工作穩定可靠。
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