銑打機(jī)絲杠的選擇與維護(hù)

定義與作用

• 銑打機(jī)絲杠是銑打機(jī)進(jìn)給系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件。它主要起到將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的作用，從而精確地控制工作臺或刀具的移動(dòng)位置和速度。例如，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，與絲杠配合的螺母就會沿著絲杠的軸線方向做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)工作臺或刀具實(shí)現(xiàn)精確的進(jìn)給。

類型

• 滾珠絲杠：

  • 滾珠絲杠是銑打機(jī)中較為常用的一種。它在絲杠和螺母之間裝有滾珠，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠在絲杠和螺母的滾道內(nèi)滾動(dòng)，使螺母產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，通?？蛇_(dá) 90% - 96%，摩擦力小，能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。例如，在一些高速銑打機(jī)中，滾珠絲杠可以讓工作臺實(shí)現(xiàn)快速而精確的定位，大大提高了加工效率。

  • 它的精度等級也有多種，如 C0 - C7 等，C0 級精度最高，適用于對定位精度要求極高的銑打機(jī)，比如用于加工航空航天零部件的銑打機(jī)；C7 級精度相對較低，可用于一些對精度要求不是特別苛刻的普通銑打機(jī)。

  
  

• 梯形絲杠：

  • 梯形絲杠的螺紋截面呈梯形。它的特點(diǎn)是承載能力較大，能夠承受較大的軸向力。在銑打機(jī)中，如果需要進(jìn)行重切削或者加工大型零件，需要較大的進(jìn)給抗力時(shí)，梯形絲杠可以發(fā)揮很好的作用。

  • 不過，梯形絲杠的傳動(dòng)效率相對較低，一般在 26% - 46% 之間，而且在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生磨損和爬行現(xiàn)象，所以它的速度和精度不如滾珠絲杠。通常適用于一些低速、重載的銑打機(jī)應(yīng)用場景。

  
  

精度要求

• 銑打機(jī)絲杠的精度對于加工質(zhì)量至關(guān)重要。其精度主要包括導(dǎo)程精度、軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)等方面。

• 導(dǎo)程精度：是指絲杠的實(shí)際導(dǎo)程與理論導(dǎo)程之間的偏差。高精度的銑打機(jī)要求絲杠導(dǎo)程精度在微米級別，例如，在一些精密銑打機(jī)中，絲杠導(dǎo)程精度可達(dá) ±0.005mm/300mm，這樣才能保證工作臺在進(jìn)給過程中的位移精度，從而確保加工零件的尺寸精度。

• 軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)：軸向竄動(dòng)是指絲杠在軸向方向上的移動(dòng)偏差，徑向跳動(dòng)是指絲杠在徑向方向上的擺動(dòng)偏差。這兩種偏差都會影響銑打機(jī)的加工精度。一般要求軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)控制在很小的范圍內(nèi)，如軸向竄動(dòng)不超過 ±0.003mm，徑向跳動(dòng)不超過 ±0.003mm，以保證刀具和工件之間的相對位置精度。

材料與制造工藝

• 材料：

  • 滾珠絲杠一般采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，如 GCr15、CrWMn 等。這些材料具有較高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。例如，GCr15 鋼經(jīng)過淬火和回火處理后，硬度可達(dá) HRC60 - 65，能夠承受滾珠的反復(fù)滾動(dòng)摩擦，保證絲杠的使用壽命。

  • 梯形絲杠常用材料有 45 鋼、40Cr 等。45 鋼是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后具有良好的綜合力學(xué)性能；40Cr 是合金結(jié)構(gòu)鋼，通過淬火和回火后，強(qiáng)度和韌性比 45 鋼更好，適用于承受較大載荷的梯形絲杠。

  
  

• 制造工藝：

  • 滾珠絲杠的制造工藝較為復(fù)雜。首先是絲杠的加工，包括車削、磨削等工序。在車削過程中，要嚴(yán)格控制絲杠的直徑公差和螺紋形狀精度；磨削是為了進(jìn)一步提高絲杠的表面質(zhì)量和精度，通常采用高精度的外圓磨床和螺紋磨床進(jìn)行加工。滾珠的制造也有嚴(yán)格要求，要保證滾珠的尺寸精度和表面質(zhì)量。然后是滾珠絲杠的裝配，需要精確地安裝滾珠，使?jié)L珠在絲杠和螺母的滾道內(nèi)能夠順暢滾動(dòng)。

  • 梯形絲杠的制造相對簡單一些，主要是通過車削和螺紋加工。但同樣需要注意控制螺紋的精度和表面質(zhì)量。在車削 45 鋼或 40Cr 材料的絲杠時(shí)，要合理選擇切削參數(shù)，防止出現(xiàn)表面粗糙度差、尺寸超差等問題。

  
  

維護(hù)與保養(yǎng)

• 定期檢查絲杠的潤滑情況是維護(hù)的關(guān)鍵。對于滾珠絲杠，一般采用油脂潤滑或油潤滑。油脂潤滑簡單方便，但需要定期補(bǔ)充油脂；油潤滑的潤滑效果更好，但需要有專門的潤滑系統(tǒng)。例如，在一些高精度銑打機(jī)中，采用油霧潤滑系統(tǒng)，可以使?jié)櫥途鶆虻胤植荚跐L珠絲杠的滾珠和滾道之間，減少磨損。

• 防止絲杠受到污染也很重要。切屑、灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入絲杠和螺母之間會加速磨損，降低精度。因此，要保持銑打機(jī)工作環(huán)境的清潔，在絲杠上安裝防護(hù)裝置，如伸縮式防護(hù)罩等，防止外界雜質(zhì)的侵入。

• 定期檢查絲杠的精度也是必要的維護(hù)措施?？梢酝ㄟ^專業(yè)的檢測設(shè)備，如激光干涉儀等，測量絲杠的導(dǎo)程精度、軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)等參數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)精度下降，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整或更換絲杠