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發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 12:16
滾珠絲桿
絲杠對機(jī)床精度及穩(wěn)定性的影響
隨著高速、高精密加工技術(shù)的快速發(fā)展，人們對機(jī)床的加工精度及加工精度的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。首先是保證各個(gè)零件的加工精度，尤其是提高滾珠絲杠螺母副(直線進(jìn)給系統(tǒng))、蝸桿副(圓周進(jìn)給系統(tǒng))的傳動精度。如何提高機(jī)床的精度和穩(wěn)定性是現(xiàn)在人們研究的熱點(diǎn)。在非閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，絲杠的螺距誤差和熱變形誤差是影響加工精度和穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素之一。對于非閉環(huán)系統(tǒng)，絲杠的質(zhì)量對加工質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)為絲杠導(dǎo)程誤差、絲杠間隙以及絲杠磨損對加工定位精度的影響。機(jī)床的精度完全依靠絲杠的精度來保證。所以越高的機(jī)床精度也就意味著越高的成本。
大多數(shù)機(jī)床的絲杠安裝為一端固定，一端鉸支。絲杠對機(jī)床精度及穩(wěn)定性的影響隨著高速、高精密加工技術(shù)的快速發(fā)展，人們對機(jī)床的加工精度及加工精度的穩(wěn)定性也提出了更高的要求。采用預(yù)拉伸的絲杠軸須兩端固定，其預(yù)拉伸力大小的計(jì)算依據(jù)：在理論上，該力的大小是通過該力產(chǎn)生的熱變形量等于整個(gè)滑板(包括滑板上的主軸部分)的重力使絲杠產(chǎn)生的變形量和絲杠溫升所產(chǎn)生的zui大熱變形量之和來計(jì)算的。但是在實(shí)際中，在某些情況下，絲杠的溫度可能變化較大，若以zui大的溫差來計(jì)算，那么如果該力過大將會影響絲杠的壽命，過小則達(dá)不到補(bǔ)償?shù)哪康模瑫r(shí)可能會使絲杠發(fā)生繞曲變形。
滾珠絲杠長度的選擇標(biāo)準(zhǔn)
滾珠絲杠長度有兩個(gè)概念，一個(gè)是全長，另一個(gè)是螺紋長度。增加耐久性：當(dāng)滾珠絲杠在往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁之使用環(huán)境時(shí)，gang熱源生成可能會造成氧化(oxidized)或脫碳(decarburized)現(xiàn)象而縮短使用壽命。有些廠家只計(jì)算全長，但有些廠家需要提供螺紋長度。螺紋長度中也有兩個(gè)部分，一個(gè)是螺紋全長，一個(gè)是有效行程。前者是指螺紋部分的總長度，后者是指螺母直線移動的理論zui大長度，螺紋長度=有效行程 螺母長度 設(shè)計(jì)裕量（如果需要安裝防護(hù)罩，還要考慮防護(hù)罩壓縮后的長度，一般按防護(hù)罩zui大長度的1／8計(jì)算）。
在設(shè)計(jì)繪圖時(shí)，絲杠的全長大致可以按照一下參數(shù)累加：絲杠全長=有效行程 螺母長度 設(shè)計(jì)余量 兩端支撐長度（軸承寬度 鎖緊螺母寬度 裕量） 動力輸入連接長度（如果使用聯(lián)軸器則大致是聯(lián)軸器長度的一半 裕量）。在保證低于上銀滾珠絲桿臨界轉(zhuǎn)速的前提下，大導(dǎo)程上銀滾珠絲桿可實(shí)現(xiàn)100m/min甚至更高的進(jìn)給速度。特別需要注意的是，如果長度超長（大于3米）或長徑比很大（大于70），zui好事先咨詢廠家銷售人員可否生產(chǎn)，總體的情況是，國內(nèi)廠家常規(guī)zui大長度3米，特殊品16米，國外廠家常規(guī)品6米，特殊品22米。當(dāng)然不是說國內(nèi)廠家就不能生產(chǎn)更長的，只是定制品的價(jià)格比較離譜。推薦：長度盡量選6米以下，超過的用齒輪齒條更劃算了。
詳解滾珠絲杠具有的特性
滾珠絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時(shí)兼具、可逆性和率的特點(diǎn)，具有如下的特性：
1、軸向剛度高.反向定位精度高.滾珠絲杠副可進(jìn)行預(yù)緊并消除間隙，因而軸向剛度高，反向時(shí)無空行程(死區(qū))，定位精度高。
2、運(yùn)動靈敏、低速時(shí)無爬行。由于靜、動摩擦系數(shù)小.且二者差值也很小，因而起動轉(zhuǎn)矩小，動作靈敏，不會出現(xiàn)低速爬行現(xiàn)象。
3、摩擦損失小、傳動。般傳動效率可達(dá)0.92-0.96·比普通滑動絲杠副提高3-4倍.因此驅(qū)動轉(zhuǎn)矩儀為滑動絲杠副的1/4
4、傳動具有可逆性，不能自鎖.由于摩擦系數(shù)小.不能自鎖，傳動具有可逆性.即不僅可把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動.也可將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此在某些場合，如傳動垂直運(yùn)動時(shí)必需附加制動裝置或防止逆轉(zhuǎn)裝置，以防止工作臺等因自重而自動下降。
5、磨損小，壽命長，維護(hù)簡單。
6、結(jié)構(gòu)和工藝性均較復(fù)雜，成本較高。
滾珠絲杠的用材選用介紹
滾珠絲杠的用材是根據(jù)它的種類來選擇，其中有好幾種滾珠絲杠，下面來簡單介紹一下：
（一）、、重載荷滾珠絲杠：多選用低合金工具鋼（如9Mn2V、CrWMn鋼）和滾動軸承鋼（如GCr15、GCr15SiMn鋼）制造，采用感應(yīng)加熱表面淬火，也有采用火焰加熱表面淬火或整體淬火的。
（二）、低精度、輕載荷的滾珠絲杠：可選用非合金（碳素）結(jié)構(gòu)鋼（如45、50鋼）制造，經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)處理；有些也可選冷軋成形鋼（如冷軋60鋼）直接使用。
（三）、小規(guī)格的滾珠絲杠：習(xí)慣性選用滲碳鋼（如20CrMnTi鋼），經(jīng)滲碳＋淬火＋低溫回火后使用。
（四）、在腐蝕性和高溫環(huán)境下工作的滾珠絲杠：可選用沉淀硬化不銹鋼（如1Cr15Co14Mo5VN、0Cr17Ni4Cu4Nb鋼）制造，經(jīng)固溶處理＋時(shí)效處理后使用。
（五）、某些熱處理時(shí)易變形的滾珠絲杠：可選用專用滲氮鋼（如38CrMoA1A鋼）制造，經(jīng)滲氮處理后使用。
滾珠絲杠副各部件，包括螺母、絲杠、gang珠一般是用高碳鉻軸承鋼GCr15，要求高一些的用GCr15SiMn。（相見GB/T 18254-2002 高碳鉻軸承鋼）
兩者的區(qū)別在于，前者的Si含量是0.15%～0.35%，Mn含量是0.25%～0.45%；后者的Si含量是0.45%～0.75%，Mn含量是0.95%～1.25%。
Si和Mn的含量高，硬度、強(qiáng)度、韌性和塑性等力學(xué)性能好，產(chǎn)品的剛性和精度也就高些，價(jià)格也更貴。滾珠絲杠副各部件（包括螺母、絲杠、gang珠）一般用高碳鉻軸承鋼GCr15，要求高一些的用GCr15SiMn。
Si和Mn的含量高，硬度、強(qiáng)度、韌性和塑性等力學(xué)性能好，產(chǎn)品的剛性和精度也就高些，價(jià)格也更貴。 所以滾珠絲杠是根據(jù)其種類來選用它的用材，發(fā)揮它的zui。
