基于高精度數控機床滾珠絲杠的裝配與調整

摘要：滾珠絲杠作為機床中的驅動單位，在機床中起著極為重要的作用，數控技術的不斷發展對滾珠絲杠裝配精度的要求越來越高，而決定其裝配精度高低的主要因素是滾珠絲杠旋轉軸線與機床直線導軌基面的平行度。本文首先簡單介紹了滾珠絲杠裝配與調整中所需各種工藝裝備，之后對其具體的裝配和調整過程進行了較為詳細的闡述，大量的實踐結果表明，該工藝方法很好的滿足了機床運動精度的要求。

關鍵詞：滾珠絲杠；裝配工藝；調整

1、滾珠絲杠裝配與調整用的工藝裝備

在滾珠絲杠裝配與調整之前，提前準備好所用的工藝裝備，諸如千分表，平尺、專用檢套、檢棒、專用表座以及磁力表座等工藝裝備需一應俱全，對本文中的用到的專用檢套及檢棒設計分析如下所示：

1.1 專用檢棒的設計

在滿足強度、剛度的前提下，按照國家規定的檢棒的直徑尺寸進行選擇，檢棒的設計應滿足相應的精度要求，比如確保檢棒的圓柱度公差小于0.005，相同檢棒外圓尺寸的一致性要小于0.003等。

1.2 專用檢套的設計

由于電機座及軸承座用檢套要與專用檢棒配套使用，即檢套的內孔與檢棒的外圓相配合，要求兩者的配合間隙為0.008～0.012范圍內。由于電機座和軸承座孔大多采用過渡配合，檢套的外圓尺寸應按照軸承座以及電機座孔的名義尺寸進行設計。為使檢套外圓與軸承座和電機座孔達到最佳的配合間隙，將公差進行分段來設計檢套。

2、滾珠絲杠裝配的具體過程

（1）保證電機座孔與直線導軌在垂直平面內的平行度要求，將電機底座與機床床身的電機座固定在一起，螺栓先不要將兩者緊固，確保0.02的塞尺不能塞入其中。平尺的測量面與電機座直線導軌滑塊的正基面相重合，平尺的上測量面位于千分尺的表座上，移動千分尺表座使千分尺測量頭至檢棒的上表面，在第一測量點將千分表進行調零處理，之后移動兩個滑塊進而推動千分尺、平尺裝配體至另一個測量點，確保兩測量點的差值小于0.01，也就保證了電機座孔軸線與直線導軌基面的平行度小于0.01，若兩側量點的差值大于了0.01，對電機座與機床床身結合面進行修正使其兩測量點的差值小于0.01。

（2）確保軸承座孔與直線導軌在垂直平面內的平行度要求，與電機座孔一樣，先將軸承座孔與機床床身軸承座固定在一起，同時先不要擰緊螺栓，檢查是否能將O.02是我塞尺塞入其中，塞不進則能滿足要求，將檢套和檢棒裝入軸承座孔中，移動兩個滑塊以及千分尺、平尺的裝配體，使其靠近軸承座。利用測量電機座孔與直線導軌平行度的方法，測量軸承座孔與直線導軌在垂直平面內的平度度，使其小于0.01，若不能保證，則需對軸承座與機床床身結合面進行修正，使其滿足要求為止。

（3）移動兩個滑塊和千分尺、平尺的裝配體使其靠近電機座，推動千分尺的表座讓千分表的測量頭貼合在檢棒的上表面，將測量點取在電機座內側的附近，在測量點的最高處將千分尺調零處理，推動兩滑塊和平尺、千分尺的裝配體至軸承座的附近，此時的測量點位于軸承座外側離檢棒最遠的一點，兩測量點的距離是否與軸承座和電機座間的距離相等。

（4）接下來進行滾珠絲杠的安裝，首先用螺栓將電機座固定到機床床身電機座的結合面上，之后用軸承內環將滾珠絲杠套入，同時將軸承內環緊貼在滾珠絲杠的結合端面上，保證0.02的塞尺不能塞入其中擰緊滾珠絲杠中的螺母。把滾珠絲杠軸承組件安裝至電機座孔中，保證軸承外環與電機座結合面間的間隙小于0.02mm。用千分尺測量軸承外環和電機座外端面的深淺尺寸保證其圓周方向上分布著均勻的測量四點，之后用螺栓將軸承壓蓋固定在軸承座上，而軸承座則用螺栓擰緊于機床床身軸承座的結合面處。

（5）1）調整滾珠絲杠與直線導軌在垂直面內的平行度。將滾珠絲杠螺母安裝于電機座的端面上，螺母法蘭端面與滾珠絲杠的螺紋端面間留有三到四個的螺距。平尺位于兩個滑塊的正基面上，千分尺的表座位于平尺的基面上，調整千分表使其在最高點處指針為零。調整滾珠絲杠上的螺母，確保絲杠的螺紋端面與螺母的端面相平齊，移動兩滑塊以及平尺和干分表的裝配體至軸承座的附近，確保兩最高點的平行度小于0.01，若兩最高點間的平行度大于0.01，則可通過修正電機座或是軸承座來滿足其要求。2）調整滾珠絲杠與直線導軌在水平面內的平行度。與調整滾珠絲杠與直線導軌在垂直面內的平行度基本原理相同，測量兩最高點的平行度是否小于0.01，這里不再另行論述。

再次檢測滾珠絲杠與直線導軌在垂直面內和水平面內的平行度是否小于0.01，檢驗合格后，擰緊軸承座和電機座上的六角螺栓，再用圓柱銷對電機座和軸承座進行定位。

（6）滾珠絲杠螺母與工作臺間的調整。首先將工作臺的側基準面緊貼在直線導軌的兩個滑塊上，并用螺栓將其固定。將滾珠絲杠螺母法蘭端面與其螺紋端面對齊，移動工作臺以確保螺母座緊貼到絲杠螺母的法蘭端面上，調整滾珠絲杠上螺母并對螺母座的結合面進行修正，修正中要確保滾珠絲杠的清潔。之后對螺母和螺母座的結合面進行認真擦洗，再次移動工作臺，保證螺母座緊貼在滾珠絲杠螺母法蘭端面上。