高速加工是面向21世紀的一項高薪技術(shù),它以高效率,高精度和表面質(zhì)量為基本特征,在航天航空、汽車(chē)工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來(lái)越廣泛的應用,并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟效益,是當代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實(shí)現高速加工,首先要有高速數控機床。高速數控機床必須同時(shí)具有高速主軸系統和高速進(jìn)給系統,才能實(shí)現材料切削過(guò)程的高速化。為了實(shí)現高速進(jìn)給,國內外有關(guān)制造廠(chǎng)商不斷采取措施,提高滾珠螺桿的高速性能。主要措施有:
適當加大螺桿的轉速,導程和螺紋頭數。目前常用大導程滾珠螺桿名義直徑與導程的匹配為:400mm*20mm,50mm*25mm,50mm*30mm等,其進(jìn)給速度均可達到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力,大導程滾珠螺桿一般采用雙頭螺紋,以提高滾珠的有效承載圈數。
改進(jìn)結構,提高滾珠運動(dòng)的流暢性。改進(jìn)滾珠循環(huán)反向裝置,優(yōu)化回珠槽的曲線(xiàn)參數,采用三維造型的導珠管和回珠器,真正做到沿著(zhù)內螺紋的導程角方向將滾珠引進(jìn)螺母體中,使滾珠運動(dòng)的方向與滾道相切而不是相交。這樣可把沖擊損耗和噪聲減至最小。
采用空心強冷技術(shù)。高速滾珠螺桿在運行時(shí)由于摩擦產(chǎn)生高溫,造成螺桿的熱變形,直接影響高速機床的加工精度。采用空心強冷技術(shù),就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中,對滾珠螺桿進(jìn)行強制冷卻,保持滾珠副溫度的恒定。這個(gè)措施是提高中,大型滾珠螺桿高速性能和工作精度的有效途徑。
對于大行程的高速進(jìn)給系統,可采用螺桿固定、螺母旋轉的傳動(dòng)方式。此時(shí),螺母一邊轉動(dòng)、一邊沿固定的螺桿作軸向移動(dòng),由于絲桿不懂,可避免受臨界轉速的限制,避免了細長(cháng)滾珠螺桿高速運轉時(shí)出現的種種問(wèn)題。螺母慣性小,運動(dòng)靈活,可實(shí)現的轉速高。
進(jìn)一步提高滾珠螺桿的制造質(zhì)量。通過(guò)采用上述種種措施后,可在一定程度上克服傳動(dòng)滾珠螺桿存在的一些問(wèn)題。其最大快速移動(dòng)速度可達60m/min,個(gè)別情況下甚至可達90m/min,加速度可達15m/s2。由于滾珠螺桿歷史悠久、工藝成熟、應用廣泛、成本較低、因此在中等承荷、進(jìn)給速度要求并不十分高,行程范圍不太大的一般高速加工中心和其他經(jīng)濟型高速數控機床上仍然經(jīng)常被采用。 |