零件振紋與數(shù)控車床滾珠絲杠副運動平穩(wěn)性

千 登 程 鶴 張 斌

（西安航天發(fā)動機廠 西安）

1.故障及排除

CMT-7912數(shù)控精密落地車床精車內(nèi)型面時，等間隔距離地出現(xiàn)凸臺，精車外型面時表面粗糙度超差，且床身伴隨振動。

檢查機床基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)，調(diào)整墊鐵與基礎(chǔ)之間存在多層墊板，墊板有松動跡象，在保證調(diào)整墊鐵與機床基礎(chǔ)接觸良好的基礎(chǔ)上，將多層墊板更換為整塊墊板。對主軸軸向竄動、端面跳動、軸肩徑向跳動進行檢測，檢查主軸軸承間隙，同時對X、Z軸溜板處斜鐵狀態(tài)進行必要調(diào)整，更換Z軸滾珠絲杠兩端處軸承。在完成上述檢測調(diào)整后，故障現(xiàn)象依然存在。在控制系統(tǒng)中將Z軸絲杠處光柵尺屏蔽，利用百分表及機床手脈檢測，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠副反向間隙過大。

由于機床長時間使用，滾動體及滾道都有一定磨損，滾珠絲杠副螺母預(yù)緊力下降。拆解滾珠絲杠副，測量滾動體直徑約6 mm，重新選配直徑6.1 mm的滾動體，重新選配滾動體后，根據(jù)其實際裝配預(yù)緊情況，對雙螺母之間墊片進行必要磨削修正。待滾珠絲杠副重新裝配結(jié)束后對其進行必要的磨合。安裝修復(fù)滾珠絲杠副后試車，故障消除。

2.滾珠絲杠副運動平穩(wěn)性分析

滾珠絲杠副的運動精度包括位置精度和運動平穩(wěn)性兩方面，位置精度涉及定位精度、重復(fù)定位精度和反向間隙，會對零件的尺寸產(chǎn)生影響。此處的運動平穩(wěn)性即所驅(qū)動工作臺的平穩(wěn)性，影響零件表面振紋、粗糙度及尺寸。上述事例就是因為滾珠絲杠副運動平穩(wěn)性差所導(dǎo)致，其根本原因在于滾珠絲杠副運動過程中轉(zhuǎn)矩的周期性變化。

零件加工參數(shù)或長時間磨損是導(dǎo)致滾珠絲杠副運動轉(zhuǎn)矩周期性變化的一個原因。滾動體是在滾珠絲杠螺紋滾道與螺母螺紋滾道之間運動，而兩滾道圓度因加工質(zhì)量或磨損都會存在誤差，當(dāng)此誤差較大，滾珠絲杠與螺母相對旋轉(zhuǎn)運動嚙合時，二者之間低點與高點嚙合將會很平穩(wěn)，而高點與高點、低點與低點嚙合時，將很不平穩(wěn)，并且隨著圓度誤差的增大此現(xiàn)象越為明顯。另一方面，滾珠絲杠副公稱直徑即滾道中徑尺寸平行度，由于制造或磨損原因也會對滾珠絲杠副運動轉(zhuǎn)矩周期性變化產(chǎn)生影響，其中制造原因是不可避免的。不同生產(chǎn)廠家，不同操作人員，不同的工藝參數(shù)，加工出的滾珠絲杠公稱直徑變動量都會存在差異。只有采用選擇合理的工藝參數(shù)，先進的加工方法，提高操作人員技術(shù)水平才能降低這種尺寸誤差的變化量。

滾珠絲杠副裝配質(zhì)量差、預(yù)緊力欠佳，也是影響滾珠絲杠副運動轉(zhuǎn)矩周期性變化的原因。例如返向器與滾珠螺母滾道出入口對接平滑度差，滾動體在返向器與滾珠螺母滾道之間不能順暢地運動。再者由于長時間使用，滾珠絲杠副磨損造成預(yù)緊力不夠或在重新選配滾動體后，如不對雙螺母墊片進行磨削修正而進行直接裝配，也必然會導(dǎo)致預(yù)緊力不合適，都會影響滾珠絲杠副運動的平穩(wěn)性。

滾珠絲杠副運動平穩(wěn)性是數(shù)控車床加工過程中出現(xiàn)振紋現(xiàn)象的原因之一，而引起滾珠絲杠副運動平穩(wěn)性差的原因也有很多。要提高滾珠絲杠副的運動平穩(wěn)性，就要從絲杠副裝配質(zhì)量特別是預(yù)緊力、滾道圓度、公稱直徑變化量等方面入手，嚴格按照滾珠絲杠副技術(shù)要求安裝，也是保證其運動平穩(wěn)性的重要一點。