进给滚珠丝杠副定位精度的分析与研究

《进给滚珠丝杠副定位精度的分析与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机床滚珠丝杠副对定位精度影响的分析与研究徐波詹俊杰晏坤汉川数控机床股份公司　陕西汉中　７２３００３摘要:XH2408C龙门式加工中心机床的X轴定位精度及重复定位精度不能达到要求，对此做出了分析，并对更换后的丝杠副传动刚度进行了验证。关键词:滚珠丝杠副刚度精度Research&AnalysisofBallScrewAssemblyInfluencetoPositioningAccuracyXuboZhangjujunYankunHanchuanCNCmachineToolloltdAbstract:TheX-axi

2、spositioningaccuracyandrepeatedpositioningaccuracyofXH2408CGantryMachiningCenterMachinecan’tachievetherequirement.Thispaperanalyzedaboutthisproblemandverifiedtherigidityofthereplacedballingscrewassembly.Keywords:ballingscrewassemblyrigidityaccuracyXH2408C龙门加工

3、中心机床X轴在调试过程中发现，丝杠轴承座，电机座及螺母座的同心达到0.01mm，丝杠两端预紧、零件加工都达到了图纸要求，但X轴的定位精度超差，并且丝杠在行程的中间位置时有颤动。分析原因，改进设计。1.从丝杠的转速分析XH2408C机床X轴丝杠安装方式为固定-固定，珠丝杠型号为BNFN5010—7.5，丝杠的沟槽谷径44.4mm，安装间距为：La=3100mm，快移速度为15m/min，机床的定位精度为26μm。7随着滚珠丝杠旋转速度的提高，丝杠就有可能在其固有频率附近工作，引起了共振。1.1丝杠临界转速的计算：(

4、1)l——支撑长度mmE——杨氏模量（2.06X105N／mm2）I——丝杠最小断面惯性矩（mm4）d2=丝杠谷径(2)A——丝杠断面面积γ——比重（7.65X10－5N／mm3）λ——支撑方式系数固定－自由：λ=1.875,支撑－支撑：λ=3.142，固定－支撑：λ=3.927，固定－固定：λ=4.730,1.2螺母的临界转速采用脂润滑的DN值:120000采用油润滑的DN值:150000(3)nmax——最大速度（rpm）d0——丝杠的公称直径(mm)1.3XH2408CX轴丝杠、螺母临界转速的计算：nk=1

5、260rpmnmax=3000rpm丝杠的最高转速已经超过了临界转速，这是出现颤动原因,因此没必要再对丝杠进行其他的校核。71.4将丝杠改为BNFN6312—7.5，再次对丝杠临界转速校核：nk=1570rpmnmax=2380rpm丝杠的最高转速为1250

6、丝杠副轴向弹性位移，μmKS——丝杠轴向刚度，N/μmKN——螺母组件轴向刚度，N/μmKB——支承轴承轴向刚度，N/μKH——螺母支架及轴承支架轴向刚度，N/μm2.1.1丝杠轴向刚度计算丝杠的轴向刚度因安装方式不同而不同。本机床采用固定-固定支撑方式，在此只讨论本固定方式(N／μm)(6)A——丝杠的断面积，mm2A=πd2/4（d为螺纹小径，mm）E——丝杠材料的弹性模量，对于钢材E=2.07×105N/mm2L——安装间距，mm7由上式可以看出，丝杠采用固定—固定方式安装时，刚度也是变化的，在x=1/2处

7、轴向刚度值最小。图1固定－固定2.2　螺母的刚度螺母刚度实为螺母组件的刚度，包括滚珠和丝杠螺母螺纹滚道的轴向刚度。　　2.2.2　带预压螺母的刚度当预压载荷Fao=0.1Ca时，刚度KN计算公式为：(9)当Fao≠0.1Ca时，刚度KN计算公式为：(10)K——丝杠样本中标注刚性值N／μmKN——螺母的轴向刚性值N／μmFao——预压负荷NCa——基本额定动负荷N2.2支承轴承的刚度KB不加预压载荷时，轴承轴向刚度按下式计算:KB=F/δB(11)F——轴向载荷，N7δB——轴承轴向弹性位移量，μm施加预压载荷时

8、，轴承轴向刚度计算公式为:KB=3Fao/δao(12)Fao——轴向预压载荷，Nδao——在预压载荷作用下，轴向弹性位移，μm各种轴承的轴向弹性位移量δB计算公式如下：2.3.1向心推力球轴承（12）（13）2.4　螺母及轴承支承部件的刚度KH螺母支架的刚度，已在螺母刚度计算时乘以系数0.8计入。轴承安装部件的刚度可通过采用高刚度支承部件解决。2.5　进给滚珠丝杠副的扭