數控電火花機床滾珠絲母的改造

王延年

（哈爾濱軸承集團公司 工模裝制造分公司，黑龍江 哈爾濱 150036)

1 前言

數控機床能夠在現代企業中得以廣泛應用，主要在于其加工精度高，能加工復雜零件。在加工過程中滾珠絲杠副起很大作用，在機床使用過程中，有時出現滾珠絲母已經損壞，絲杠還完好的現象，數控機床因此不能正常使用，要想配置上滾珠絲母是比較困難的，因為機床廠家不供應絲母，只能成套購買滾珠絲杠絲母副，成本很高，并且絲杠會浪費，且買回的滾珠絲杠絲母副不一定和原機床安裝位置完全吻合，需要定制，如何給滾珠絲杠配上絲母，成了一個有相當難度的問題。

我廠有一臺DM7130數控電火花機床，滾珠絲母碎了，不能正常使用，影響了正常生產，去廠家采購，廠家沒有，為恢復機床使用，根據日常工作經驗，并經過反復研究，用以下方法對滾珠絲母進行了改造，并已取得了成功。

2 改進前滾珠絲杠絲母副的結構

改進前滾珠絲杠絲母副的結構見圖1，其工作原理為絲杠轉動，滾珠在絲母滾道中循環滾動，由絲母帶動機床拖板運動，來完成各種程序指令。

圖1 改進前滾珠絲杠絲母副的結構

3 滾珠絲母的改造設計

3.1 整體設計

首先測量出絲杠的螺距、滾珠直徑，根據這些設計出一種類似的保持器，再測量出絲母與機床相聯的有關尺寸，然后設計出絲母的外形，使之能很好地與機床結合，這樣組裝起來就能基本保證滾珠絲杠副的正常使用了。其基本形式如圖2 。

圖2 滾珠絲母裝配圖

3.2 保持架設計

圖3 保持架立體圖

保持架采用45號鋼，40-42HRC，其保持架上的滾珠孔按絲杠螺距（既螺旋升角）排列，在圓周上可采用四等分或六等分均布，用座標鏜床加工，在裝夾時找正，先在同一面加工一排孔，再旋轉90°按螺旋角計算出位移加工出這個面的孔，其它孔同法加工，保證其螺距準確和孔的尺寸差，外徑和內徑采用磨加工方法，保證其與絲杠和外套的間隙，前端用螺釘與絲母外套聯接，后端用螺母鎖緊，保證傳動時沒有間隙。此螺母采用了圓周四等分形式，具體形式如圖3、圖4。

圖4 保持架零件圖

3.3 絲母外套的設計

絲母外套設計采用GCr15，保證其硬度60-63HRC，使其耐磨，并按機床往復聯接設計出其外形尺寸，保證同心度和垂直度，使在與機床聯接時能很好保證傳動自如平穩，往復能夠減小間隙，機床能夠很好地工作，實現完好聯接，其形式如圖5 。

圖5 絲母外套零件圖

3.4 鎖緊螺母的設計

由于絲母所處空間，設計時采用了在能夠保證強度要求情況下盡可能縮小零件各部尺寸，為此螺母采用材料為45號鋼淬火，42-45HRC，在能保證其強度情況下，螺母采用細牙螺紋，其結構如圖6 。

圖6 鎖緊螺母零件圖

按以上各圖加工完零件后，就可以組裝了。為使滾珠絲杠副達到機床性能要求 ，其絲母外套按絲杠選配鋼球后尺寸配磨，保證既無間隙又能傳動靈活，使之達到機床設計要求。

在選取鋼球時要保證尺寸統一，并與滾珠絲杠的半徑相吻合，然后給出絲母外套所需實際內徑尺寸，只有這樣才能裝配出合格的滾珠絲杠絲母副。

滾珠絲杠絲母工作時，滾珠在其保持架中自轉，相當于軸承，由保持架帶動機床往復運動，傳動精度取決于保持架，與原來的絲母滾珠在軌道中往復循環有所不同，避免了因滾珠磨損尺寸減小而引起滾珠堆積等不利因素，用此絲母副代替原絲母還是可行的。

4 結束語

雖然這種絲母和廠家原配的有所差別，但其在使用中與其原裝絲母相比，精度相當，適合有一定制造能力的機械加工企業制造加工，克服了沒有滾珠絲母而造成的機床無法修復、浪費資源現象。我廠改裝后的DM7130電火花機床已使用5年，其精度還是相當好的，滿足了機床設計要求，保證了加工零件的精度，并且維修方便，節約了資金，保證了生產進度的順利完成。這種改裝方法可應用在多種機床的滾珠絲杠絲母，為機床維修提供了一種簡單實用，加工方便的一種思路。