精密滾珠絲杠的故障分析及裝配工藝
精密滾珠絲杠的故障分析及裝配工藝
數(shù)控機(jī)床的精密滾珠絲杠裝配后進(jìn)行靜態(tài)精度檢查時(shí)合格,但在試車(chē)后或用戶(hù)使用一段時(shí)間后出現(xiàn)精密滾珠絲杠的軸向跳動(dòng)超差嚴(yán)重,影響了機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度,導(dǎo)致設(shè)備返修。此故障時(shí)有發(fā)生,卻一直沒(méi)有得到徹底的解決。對(duì)此故障現(xiàn)象進(jìn)行了仔細(xì)的觀察與分析,找出了故障原因,規(guī)范了裝配工藝,徹底排除了故障。數(shù)控車(chē)床精密滾珠絲杠裝配后進(jìn)行靜態(tài)精度檢查時(shí)合格,但在試車(chē)后或用戶(hù)使用一段時(shí)間后出現(xiàn)精密滾珠絲杠的軸向跳動(dòng)超差嚴(yán)重,影響了機(jī)床的加工精度,導(dǎo)致設(shè)備返修。通過(guò)進(jìn)一步的了解,此故障發(fā)生的次數(shù)雖然不是很多,但是一些設(shè)備在試車(chē)時(shí)沒(méi)有,卻在交付用戶(hù)使用后才出現(xiàn)這種故障。
精密滾珠絲杠是數(shù)控設(shè)備的重要精密組件,特點(diǎn)是摩擦系數(shù)小,旋轉(zhuǎn)力矩小,起動(dòng)靈敏,傳動(dòng)精度高,適于伺服電機(jī)的小扭矩驅(qū)動(dòng)。在裝配時(shí)除了應(yīng)保證絲杠與工作臺(tái)直線導(dǎo)軌(工作臺(tái))的平行度(水平與垂直方向)、兩端軸承座與螺母的同軸度外,還要保證滾珠絲杠本身的旋轉(zhuǎn)精度,即徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)。由于數(shù)控設(shè)備的精度要求比普通機(jī)床要高許多,一般為微米級(jí)。因此裝配工藝及精度檢測(cè)都很?chē)?yán)格,對(duì)裝配工人的技術(shù)要求也較高。
同時(shí)在車(chē)間裝配現(xiàn)場(chǎng)對(duì)裝配過(guò)程的觀察,初步確定質(zhì)量問(wèn)題可能出在以下幾個(gè)方面:精密滾珠絲杠精度達(dá)不到要求;在裝配時(shí)粗心大意,損壞了絲杠的精度;是否機(jī)床行程超程,工作臺(tái)發(fā)生碰撞,導(dǎo)致精度損壞;裝配工藝與檢測(cè)方法不正確,導(dǎo)致精度超差。
故障原因分析,經(jīng)過(guò)檢查及分析,可以確定問(wèn)題的關(guān)鍵,不是裝配工藝或精度檢測(cè)等原因造成的,而是忽略了裝配細(xì)節(jié),才導(dǎo)致了嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。具體原因如下:使用手電鉆鉸孔時(shí),雙手用力不均勻,鉸刀擺動(dòng)過(guò)大,造成錐孔上大下小,錐度不是要求的1:50,錐銷(xiāo)裝配后與錐孔只有小端接觸,導(dǎo)致定位不準(zhǔn);機(jī)鉸后沒(méi)有留精鉸余量,也沒(méi)有進(jìn)行手工精鉸,鉸削面粗糙,錐銷(xiāo)裝配后與錐孔孔壁接觸不良;鉸孔深度控制不準(zhǔn),錐銷(xiāo)插入后,只余頭部一點(diǎn)長(zhǎng)度,裝配后過(guò)盈量小,摩擦力不足;在鉆孔鉸孔等過(guò)程中,沒(méi)有進(jìn)行防塵處理,鑄鐵粉塵易進(jìn)入絲杠配合面,加劇絲杠副的磨損,也會(huì)導(dǎo)致絲杠精度下降。
使用機(jī)鉸粗鉸后必須留出精鉸余量,再手工精鉸。以糾正機(jī)鉸后的錐度誤差,及降低孔壁的表面粗糙度值,從而提高配合面的接觸精度,保證足夠的摩擦力矩。在鉸孔時(shí)應(yīng)及時(shí)用錐銷(xiāo)試配,以便控制鉸孔孔徑,當(dāng)錐銷(xiāo)能自由插入銷(xiāo)長(zhǎng)的80%~85%左右時(shí)孔徑才為合格;清理鐵屑后,應(yīng)在錐銷(xiāo)上涂機(jī)油后再用銅棒打入至與工件表面平齊,以保證足夠的摩擦力矩,防止在使用中受載荷而松動(dòng)。
在鉆孔、鉸孔及攻螺紋過(guò)程中,作好絲杠表面的防塵處理(可用清潔的布包裹住絲杠的外露部分),防止粉塵進(jìn)入絲杠副內(nèi)部,以延長(zhǎng)精密元件的使用壽命,提高裝配精度。