滚珠丝杠热伸长量的控制与试验.pdf

李流 DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2012．05．020 滚珠丝杠燕伸长量的控制与试验 杨习军，蓝拍基 (广州机床厂有限公司，广东广州 511430) 摘要：数控机床滚珠丝杠采用预拉伸结构，适应加工高精度零件要求，通过理论计算和实践试验相结合的方法，得出滚珠丝杠 的预拉伸量 。 关键词：滚珠丝杠；热位移；预拉伸 中图分类号：TG502．3 文献标识码：A 文章编号：1009—9492f2012)05—0076一o4 ControlandTestonThermalExpansionLengthofBallScrews YANGXi-iun，LANPai—i (GuangzhouMachineToolWorksCo．，Ltd．，Guangzhou511430，China) Abstract：BallscrewsofCNClathesadoptPre—stretchingstructuretomeettherequirementofmachininghighaccuratespareparts．The Pre—stretchingresultoftheballscrewcomesfrom thetheoreticalcalculationandpracticetestcombination． Keywords：ballscrews；heatdisplacement；pre—stretching 笔者所在公司生产生产的斜床身系列数控机 移 ，致使加工精度下降，在加工零件对精度要求 床 ，定位为中高档机床，小批试制的机床客户在 比较高时，丝杠精度严重影响加工精度 ，容易做 使用过程中，反映加工的零件尺寸不稳定会产生 造废品率高。 变化 ，一般机床在运行 30分 钟 后 才稳定 ，拿 G一160P来 说 ，尺 寸影 响一般在 0．04— 0．05ram间 (直径)。如何解决 此问题? 从三方面着手解决此 问 题 ，一是分析丝杠结构布局 和改 良丝杠结构 ；二是确定 改 良后丝杠结构 的变形量 ； 图1 无预拉伸丝杠结构 三是对改 良后的丝杠结构进 行工艺试验。以G一160P为例，并进行了工艺验证 (2)改成预拉伸结构丝杠 与规范，解决了丝杠热位移问题。 丝杠结构准备采用预先拉伸的方法，将丝杠 1丝杠分析丝杠结构布局和改良丝杠结构 在未运动及发热伸长前，将丝杠预先拉伸到一定 (1)原来的丝杠结构图 的量，待丝杠发热后丝杠伸长量抵消大部分发热 丝杠采用一端固定，一端游动方式 ，(如图 伸长量 ，减少丝杠的热伸长量造成的精度影响； 1)此种方式，由于丝杠在加工过程发热产生热位 丝杠预拉伸结构采用一端固定 ，另一端对丝杠进 收稿 日期 ：2012—02—15 墅 行拉伸，结构如图2所示 。 表1 丝杠预拉伸端轴承的选定 2确定预拉伸丝杠的螺母锁紧量 (1)丝杠热伸长量的确定 由于丝杠在运运时发生磨擦 ，产生热量 ；根 据材料热变形 ，有两个方面热膨胀 ，一径 向膨胀 伸长，一是轴向膨胀伸长，但影响机床精度的只 是轴向膨胀伸长。轴向热位移的大小可由以下公 式算出 ： 6： A·tL· (rn)， 式中Ot：线性膨胀系数 (12．0×10 oC ) F=43kN的力，测量施加压力前与施加压力后的高 ： 丝杠轴的温升，一般取3℃～5~C；