摘 要：文章介紹了在大型數(shù)控機(jī)床制造過程中，滾珠絲杠副的裝配方法，有效提高裝配質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：滾珠絲杠副 加工中心 裝配
滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動(dòng)體的螺旋傳動(dòng)元件，它是一種精密、高效率、高剛度、高壽命、節(jié)能省電的先進(jìn)傳動(dòng)元件，將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的直線運(yùn)動(dòng)。因此廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造，特別是數(shù)控機(jī)床及加工中心上，為主機(jī)的高效高速化提供了良好的條件。
隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心工作精度要求的日益提高，滾珠絲杠副的高精度化成為發(fā)展的必然趨勢(shì)，在主機(jī)上的安裝精度也逐漸成為裝配中的突出問題，為了達(dá)到機(jī)床坐標(biāo)位置精度的要求，減少絲杠繞度，防止徑向和偏置載荷，減少絲杠軸系各環(huán)節(jié)的升溫與熱變形，最大限度的減輕伺服電機(jī)的傳動(dòng)扭矩，提高機(jī)床連續(xù)工作的可靠性，我們必須充分注意提高滾珠絲杠副在機(jī)床上的安裝精度。滾珠絲杠副的安裝方式最常用的通常有以下幾種：（1）雙推一自由方式。（2）雙推一支承方式。（3）雙推一雙推方式。
大型臥式加工中心，是具有高性能、高剛性、高精度的機(jī)電一體化的高效加工設(shè)備，是加工各類高精度傳動(dòng)箱體零件及其他大型模具的理想加工設(shè)備。它的三個(gè)坐標(biāo)方向均采用伺服電機(jī)帶動(dòng)滾動(dòng)絲杠傳動(dòng)，三個(gè)坐標(biāo)方向—X向、Y向、Z向工作行程較大。由于滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使主機(jī)上三個(gè)方向滾珠絲杠副的安裝成為特別關(guān)鍵的問題。
按照傳統(tǒng)的工藝方法，安裝滾珠絲杠副一直沿用芯棒、定位套將兩端支承軸承座及中間絲母座連接在一起校正，用百分表將芯棒軸線與機(jī)床導(dǎo)軌找正平行，并且芯棒傳動(dòng)自如輕快的方法。這種安裝方法在三個(gè)坐標(biāo)方向行程較小的小型數(shù)控機(jī)床、加工中心上應(yīng)用較方便。由于芯棒與定位套、定位套與兩端支承的軸承孔及中間的絲母座孔存在著配合間隙，往往使安裝后的支承軸承孔、絲母座孔的同軸度誤差較大，造成絲杠繞度增大，徑向偏置載荷增加，引起絲杠軸系各環(huán)節(jié)的溫度升高，熱變形增大，傳動(dòng)扭矩增大等一系列嚴(yán)重后果。導(dǎo)致伺服電機(jī)超載、過熱，伺服系統(tǒng)報(bào)警，影響機(jī)床的正常運(yùn)行。另外，兩端軸承孔與中間絲母座孔的實(shí)際差值無法準(zhǔn)確測(cè)量，從而影響進(jìn)一步的精確調(diào)整。對(duì)于三個(gè)坐標(biāo)方向行程較大的數(shù)控機(jī)床、加工中心、，由于所需芯棒多在1500mm長(zhǎng)度以上，這樣長(zhǎng)度的芯棒加工困難，精度不容易保證，因此無法采用芯棒與定位套配合的找正方法進(jìn)行滾珠絲杠副的安裝。
在生產(chǎn)某型臥式加工中心時(shí)，由于機(jī)床三個(gè)坐標(biāo)行程較大，在采用傳統(tǒng)工藝方法的過程中，由于兩端軸承孔與中間絲母座孔同軸度超差，造成滾珠絲杠徑向和偏置載荷增加，經(jīng)常出現(xiàn)伺服電機(jī)超載、過熱，伺服系統(tǒng)報(bào)警等現(xiàn)象，使機(jī)床無法連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)嚴(yán)重影響滾珠絲杠副的使用壽命和傳動(dòng)精度，縮短了主機(jī)的維修周期。
我們?cè)捎闷渌b配方法，如：移動(dòng)滑鞍從而縮短絲母座與軸承座的距離，將絲母座與兩端軸承座分別找正的方法，由于是兩段分別找正，加以檢棒、檢套的配合間隙，實(shí)際應(yīng)用效果也不好，同樣存在上述問題。
通過對(duì)該產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過反復(fù)多次摸索與生產(chǎn)驗(yàn)證，我們總結(jié)出一條比較可靠的裝配工藝方法。首先，采用整體式專用芯棒將絲母座孔校正，使其與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向平行度在0.01/1000以內(nèi)；把絲母座固定后，采用專業(yè)測(cè)量夾具實(shí)際測(cè)量出絲母座孔距基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向距離；然后，同樣采用整體式專用檢棒將軸承孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向平行度找正在0.01/1000以內(nèi)，采用專用測(cè)量夾具實(shí)際測(cè)量出軸承孔距基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向距離，要求絲母孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌正、側(cè)向距離一致，允差為0.01；將軸承座固定。這種方法中，采用整體式專用檢棒，不僅長(zhǎng)度短小，而且將芯棒、定位套合二為一，消除了芯棒與定位套之間的配合間隙，使軸承孔、絲母座孔與導(dǎo)軌的平行度得到了可靠的保證；通過實(shí)際距離的測(cè)量，使兩端軸承支承孔與絲母座孔的同軸度得到了可靠的保證，這樣降低了滾珠絲杠副的繞度和徑向偏置載荷，提高了絲杠副的安裝精度。
另外，在安裝滾珠絲杠的過程中，必須嚴(yán)格控制滾珠絲杠的軸向竄動(dòng)量，此項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)將直接影響滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)位置精度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際驗(yàn)證：首先，要將安裝伺服電機(jī)端的軸承座內(nèi)的軸承裝配好，它是在滾動(dòng)絲杠傳動(dòng)過程中起主要作用的，控制滾珠絲杠的軸向竄動(dòng)量在0.015～0.02之間；然后，再將另一端軸承座內(nèi)的軸承裝配好，使軸向竄動(dòng)量控制在0.01以內(nèi)。這樣，就能有效保證滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度。
滾珠絲杠軸的預(yù)拉伸也是非常必要的。為了提高滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度，給絲杠軸實(shí)施了預(yù)拉伸是有效的，但由于絲杠軸的各斷面不同，而溫升值又不易精確設(shè)定，所以按有關(guān)文獻(xiàn)計(jì)算出的預(yù)拉力只能作為一個(gè)參考量。在生產(chǎn)實(shí)踐中常常是把具有負(fù)值方向的目標(biāo)值的絲杠軸進(jìn)行預(yù)拉伸，使機(jī)床工作臺(tái)的定位精度曲線的走向接近水平即可。
在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過采用上述新工藝方法裝配的某大型加工中心三個(gè)坐標(biāo)方向的滾珠絲杠的空載扭矩明顯降低，空載電<
