第一节 产品技术发展现状
近几年来,人们对滚珠丝杠副的预紧转矩变动量的大小开始重视起来,以前人们只重视滚珠丝杠副综合行程误差曲线,现在也开始重视滚珠丝杠副预紧转矩的曲线。因为有了这两条曲线,滚珠丝杠副的性能就能很好地反映出来。
为了满足上述要求,北京机床 研究 所先后研制了滚珠丝杠副综合行程误差测量仪和预紧转矩测量仪。应用现代化的测量手段和高精度的传感器,在测量过程中能实时显示行程误差曲线和预紧转矩曲线,并打印出完整的测量报告,为衡量滚珠丝杠副的总成质量,提供了可靠的检测手段。
随着数控机床的发展,“高速、高效”成为各厂家追求的目标,对于高速驱动与定位部件,国外已有直线电动机问世,开始用于加工中心,快速进给速度达到160m/min以上,加速度达4g以上,向滚珠丝杠副提出严峻的挑战。但由于直线电动机存在价格昂贵、控制系统复杂、需采取措施解决磁铁吸引金属切屑、强磁对人身危害以及发热等缺点,在近一段时间很难得到普及。
滚珠丝杠副仍是现在高速驱动的最优先选择,国外大部分高速加工中心仍使用滚珠丝杠副。为了达到高速驱动目的,设计时在提高电动机转速(电动机最高转速可达4000r/min)的同时,使用大导程滚珠丝杠副,导程可达32mm。如日本马扎克公司在FF660机床上使用滚珠丝杠副,机床快速移动速度达90m/min,加速度达1.5g。
总之,随着社会的不断发展,用户对滚珠丝杠副的要求越来越严,要求也多样化,促使滚珠丝杠生产厂不断提高产品质量、开发新品种,以满足用户的需求。
第二节 产品工艺特点或流程
近来,我国出现了一种制造滚珠丝杠副新 技术工艺 ,包括滚珠丝杠和滚珠螺母加工,以现有的工艺步骤为基础。
1、滚珠丝杠加工
坯料在热态下校直,丝杠在淬火前粗车螺旋槽,滚道加工用CBN刀具进行加工,热处理前先用粗校直去应力,中心孔用火焰淬硬,用振动研磨,滚道截形采用工作螺旋角概念,螺纹磨削以外圆定位磨削螺纹滚道,振动研磨螺纹滚道。
2、滚珠螺母加工
螺母用真空淬火工艺,旋风铣粗加工内螺纹滚道,用弹簧心轴涨紧磨削外圆,内螺纹磨削用“软夹头”定位装夹,采用螺母滚道工作螺旋角法向截形概念。
这种工艺的优点是:投资少、见效快、加工易、降成本、低销价,为大面积推广使用滚珠丝杠副等滚动元件开辟了一条新路子。
第三节 国内外技术未来发展趋势 分析
丝杠检测是滚珠丝杠加工中的重要一环,它直接影响到滚珠丝杠系列产品的精度和质量。国外许多制造滚珠丝杠的公司,除了致力于改革加工工艺外,都把检测手段的更新换代放在优先的地位。
经过多年的开发和试验,已形成了一套较为完整的检测体系,它们包括有:导程精度测量仪、触针式轮廓测量仪、动态预紧力矩仪、寿命试验机和接触刚度测量机等。未来一段时间,滚珠丝杠的检测体系的研发仍将会是滚珠丝杠技术发展的重点。以下方面仍将会是所开发出来的检测体系所具有的特点:
1、采用微处理机或计算机,对检测数据自动判别和处理
1)迅速完成数据处理,输出导程误差曲线,并根据JIS或ISO滚珠丝杠标准判断出精度等;
2)通过图形放大、滤波获得精确数据,对误差作出统计 分析 ;
3)对导程误差曲线进行谐波 分析 。
2、测量仪器多功能化
所研制的测量机,对于各种不同牙型的丝杠,可以同时完成螺纹中径、单面导程误差及双面导程误差的测量。而且,还能够对装配后的滚珠丝杠副,同时进行综合导程精度和空载预紧力矩的测量。
3、测量方式向动态连续自动化方向发展
测量方式采用动态连续测量,是为了获得与滚珠丝杠工作状态接近的性能数据。这样的测量机器安装在生产现场的装配工段,使用时,可以自动的使滚珠丝杠仪以较高的速度跑合很多个回合,然后自动转入低速并开始自动测量和记录。