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1、2002年第2期(总第150期)精密丝杠磨床的设计制造及现状汉江机床有限公司(723003)赵仲琪摘要本文阐述了精密丝杠磨床的基本原理,指出了产品开发的关键技术,介绍了产品目前的技术现状和存在的差距。关键词丝杠磨床原理关键技术一、前言电机通过三角皮带传动蜗杆01、蜗轮02,将旋精密丝杠磨床是机械传动元件中丝杠加工的关转运动传至轴,由轴右端的齿轮05带动齿轮键设备,改革开放以来,随着国民经济的飞速发展,08,再由齿轮08带动头架拨盘,由拨盘带动实现工丝杠特别是滚珠丝杠广泛地应用于数控机床、军工、件旋转,与此同时,轴的齿轮03或04将运动传给工业机器人、铁路、航空等行业,其
2、市场用途越来越轴的齿轮06或07,由轴左端交换齿轮将运动传广,产量需求越来越大,品质要求越来越高,随之对给丝杠!,再由丝杠驱动,实现工作台运动。由轴丝杠磨床的规格性能也提出了更高的要求。针对这传至轴设有二对齿轮,其中一对作为基本传动链,种形势,我公司作为螺纹磨床专业制造厂,经过长时另一对作为螺距加大机构,这样可以减少交换齿轮间基础研究、科学试验,使丝杠磨床技术逐步完善、的数量。交换齿轮的传动比见表1水平不断提高,规格品种呈现系列化,基本上能够满表1足国内丝杠生产企业的需要。类别不扩大螺距扩大螺距二、基本原理4∀螺距A∀C螺距A∀C公制螺纹==25.4B∀D25.4B∀D在螺纹磨
3、削中,我们知道,为了在工件上做出螺纹,三个基本传动是必需的,即:工件旋转、工作台沿英制螺纹4/每口寸牙数工件中心线的运动、砂轮传动等。其中,为了保证加三、关键技术工丝杠的螺距,工件旋转运动与工作台运动必须保1、床身与工作台床身是支承机床主要部件的持严格的传动比(传动比的大小由交换齿轮来实基础,它的精度和稳定性很大程度上决定了机床的现),以确保工件旋转一周工作台移动一个工件螺加工精度,丝杠磨床由于加工的需要,对床身的要求距。其基本的传动原理如图1所示。较其它类机床要高,主要表现在以下方面:(1)、床身必须具有良好的刚性、吸震性和热稳定性。刚性差、热源分布不均匀,都容易引起床身变形而影响机
4、床精度,抗震性差则主要影响加工表面质量。因此床身除良好的结构设计保证刚性和热稳定性外,还必须考虑其抗震性。目前,床身用材多选用高性能铸铁,国外亦有采用人造花岗岩材料的。(2)、床身工作台导轨付摩擦阻力小,工作台运动动态响应性要好。丝杠磨床床身工作台导轨付多采用一V一平结构形式,此种导轨加工容易,热变形影响小,精度易于保证。为了减少导轨付摩擦阻力,丝杠磨床一般采用滚动导轨、静压导轨、卸荷导图1轨等形式。从理论上讲,静压导轨摩擦系数小,抗震性能好,导轨不易磨损,性能最好,但缺点是:a、需设#19#%精密制造与自动化&置独立的供油系统;b、油温难以控制;c、易泄露,环和滚动轴承等几种形式。其中静压
5、、动静压轴承,回境污染严重;d、调试技术难度大,维修不便等。故现转精度高、吸震性好,理论上主轴不易磨损,精度保采用较少,滚动导轨虽说平稳性、抗震性能略差,但持性好,但其弱点和静压导轨一样,限制了使用。滚摩擦力小,制造维修方便,故目前采用较多。动轴承由于制造水平的提高,选用高精度的进口轴(3)、工作台驱动丝杠螺距误差和跳动要尽可能承已能满足螺纹磨的使用要求,况且其使用维修方小。母丝杠的螺距误差和跳动对工件的影响程度取便,近年来使用较多。决于传动比,但可以肯定的是:它们对于工件每一个(3)主轴驱动应采用卸荷皮带轮,以减少主轴的螺纹都给予一定的误差,即丝杠旋转一周,其轴向跳受力,从而保证其技术性能
6、,延长使用寿命。动影响一次,故设计时,丝杠的轴向窜动量一般应小4、砂轮修整丝杠磨床对砂轮修整的基本要求:于2m,而径向跳动引起的轴向误差如图2示为:(1)能够正确地修出齿形。(2)保证砂轮表面的修整质量。(3)为了适应粗精磨的不同需要,修整速度应可调。修整方式有手动、自动和数控修整。目前以自动修整居多,自动修整主要有:钢轮挤压、金刚滚轮成型修整、仿形修整等。其中钢轮挤压基本上不再轴向误差=径向跳动量∀tg2应用,只有在某些特殊情况下使用。金刚滚轮由于图2修整效率高,齿形稳定,应用较为普遍,但其缺点是从上述公式可以看出,设计时丝杠的牙型角越每种齿形需要配备专门的滚轮,而且滚轮制作费用小,
7、误差越小,一般情况下取=15∃较为合适。高,国产滚轮寿命又短,因而使用成本偏高。仿形修2、头架头架主轴的旋转精度(特别是轴向窜整制作简单,成本低,只需换块样板就可改变修整齿动)直接影响着加工件的精度,因此在丝杠磨床的设形,因而国产丝杠磨床使用较为普遍。数控修整器计中,为了避免窜动的影响,便有了死顶尖结构,目作为一项新技术,其优越性是通过编程就能够满足的是消除主轴回转误差对加工的影响。另外,头架各类齿形修整
