畢業(yè)論文-關(guān)于提高滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的耐磨性探討.doc

畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 關(guān)于提高滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)的耐磨性探討 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計與制造 班 級 08級機(jī)電一體化3-1班 學(xué) 生 指導(dǎo)老師 西安理工大學(xué)二O一 一 年 函 授 站 西安理工大學(xué) 教務(wù)主任 批準(zhǔn)日期 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 專業(yè) 學(xué)生 一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題 二、 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止三、 畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)行地點 四、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容要求： 負(fù)責(zé)指導(dǎo)教師 指 導(dǎo) 教 師 接受設(shè)計（論文）任務(wù)開始執(zhí)行日期 學(xué)生簽名 目 錄第一章 滾珠絲杠螺母副在機(jī)械制造的重要性.11.1 機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展歷程11.2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀21.3 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢51.4 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特征7第二章 滾珠螺母副的工作原理.82.1滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)92.2工作原理9第三章 影響滾珠絲杠耐磨性的因素103.1滾珠絲杠副的特點113.2影響滾珠絲杠副絲杠加工速度的因素113.3滾珠絲杠傳動特性113.4.滾珠絲杠副在高速數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用.12.第四章 提高滾珠絲杠耐磨的措施.134.1滾珠絲桿螺母副的消隙134.2滾珠絲杠的支承154.3滾珠絲桿螺母副的安裝164.4滾珠絲杠的防護(hù)174.5滾珠絲杠主要故障及原因194.6檢測與維修19第五章 結(jié)論21謝辭 23參考文獻(xiàn) .24摘要：在機(jī)床上有一種部件是由細(xì)長長的金屬棒制造的。上面是光潔度很高的表面，有的還要帶有螺紋。 一般在機(jī)床上面有螺紋的，叫絲杠。 1、按照國標(biāo)GB/T17587.3-1998及應(yīng)用實例，滾珠絲杠（目前已基本取代梯形絲杠，已俗稱絲杠）是用來將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動；或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件，并具有傳動效率高，定位準(zhǔn)確等特點； 2、當(dāng)絲杠作為主動體時，螺母就會隨絲杠的轉(zhuǎn)動角度按照對應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運動，被動工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實現(xiàn)對應(yīng)的直線運動。 3、滾珠絲杠螺母間因無間隙，直線運動時精度較高，尤其在頻繁換向時無需間隙補(bǔ)償。滾珠絲杠絲母間摩擦力很小，轉(zhuǎn)動時非常輕松。 4、滾珠絲杠與電機(jī)連接時中間必須加裝聯(lián)軸器以達(dá)到柔性連接。同步帶則可以直接用同步輪與電機(jī)出力軸連接。 5、滾珠絲杠副依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17587.3-1998, 分為定位滾珠絲杠副(P)和傳動滾珠絲杠副(T)兩大類.精度等級共分七個等級,即1.2.3.4.5.7.10級,1級精度最高.依次降低. 6、滾珠絲桿轉(zhuǎn)動一周螺母移動的距離為一個螺距距離,如果是絲杠每轉(zhuǎn)一周螺母移動四個（或五個）螺旋線的距離，那么表示該絲杠是四線（或五線）絲杠，俗稱四頭（或五頭）絲杠。 一般小導(dǎo)程滾珠絲杠都采用單線，中，大或超大導(dǎo)程采用兩線或多線。 絲杠的高效加工方法旋風(fēng)銑削絲杠 絲杠的高效加工旋風(fēng)銑是安裝在車床上與車床配套的高速銑削螺紋裝置，將旋風(fēng)銑安裝在車床中拖板上車床夾持絲杠完成低速進(jìn)給運動，旋風(fēng)銑帶動外旋刀盤硬質(zhì)合金刀具高速旋轉(zhuǎn)，完成切削運動。從絲杠上銑削出螺紋的螺紋加工方法。因其銑削速度高（速度達(dá)到400m/min）加工效率快。并采用壓縮空氣進(jìn)行排屑冷卻。加工過程中切屑飛濺如旋風(fēng)而得名-絲杠旋風(fēng)銑。關(guān)鍵字：機(jī)床 螺紋 滾珠絲杠副1.滾珠絲杠螺母副在機(jī)械制造的重要性滾珠絲杠副是一種精密傳動元件，可以將直線運動和旋轉(zhuǎn)運動進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，具有傳動效率高、可逆、同步性能好、傳動精度高的優(yōu)點。正式由于這些優(yōu)點讓滾珠絲杠副在機(jī)床應(yīng)用范圍極其之廣。1.1 機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展歷程機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展歷程機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而機(jī)械制造技術(shù)的不斷創(chuàng)新則是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)和動力。機(jī)械制造業(yè)發(fā)展至今, 按其生產(chǎn)方式的變化可劃分為：（1）勞動密集型生產(chǎn)方式：手工制作及早期的工業(yè)生產(chǎn)均屬于這種方式。（2）設(shè)備密集型生產(chǎn)方式：這是一種隨著運輸機(jī)械、施工機(jī)械和機(jī)床等大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的出現(xiàn)而產(chǎn)生的生產(chǎn)方式。汽車、拖拉機(jī)、軸承等大批量生產(chǎn)中的剛性生產(chǎn)流水線均屬于這種生產(chǎn)方式。（3）信息密集型生產(chǎn)方式：從20 世紀(jì)初期開始出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心等新型機(jī)電一體化加工設(shè)備。它實現(xiàn)了人與機(jī)器設(shè)備之間的信息交流，機(jī)器設(shè)備可通過獲得的信息，快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)加工，繼而產(chǎn)生了使用這些典型設(shè)備的生產(chǎn)方式。（4）知識密集型生產(chǎn)方式：這種生產(chǎn)方式是制造理念的飛躍，把單向的產(chǎn)品制造鏈組成為有機(jī)的制造系統(tǒng)，其中的物流系統(tǒng)、信息流系統(tǒng)、能量流系統(tǒng)等相互依賴、相互作用、相互協(xié)調(diào)。這種制造系統(tǒng)不單能與人進(jìn)行信息交流，而且本身具有專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等必要的解決問題的知識，使其能在獲取較少信息的情況下完成加工要求。柔性制造系統(tǒng)(FMS) 、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) 是這種生產(chǎn)方式的典型代表。（5）智能密集型生產(chǎn)方式：這是目前正在研究和實施的一種全新的生產(chǎn)方式。它試圖使用制造系統(tǒng)本身具有的人工智能，并引入了新的制造哲理和組織形式。因此, 這種制造技術(shù)能夠快速響應(yīng)市場的變化，超前地開發(fā)產(chǎn)品，實現(xiàn)多品種產(chǎn)品的全過程管理。這種制造技術(shù)的實施，將使人們夢寐以求的“無圖紙加工”、“無人化加工”、“無害化加工”成為可能。目前正在研究的智能制造系統(tǒng)( IMS) 、智能型計算機(jī)集成制造系統(tǒng)( I CIMS)、敏捷制造等就屬于這種生產(chǎn)方式?，F(xiàn)代制造技術(shù)的涵義相當(dāng)廣泛。一般認(rèn)為，現(xiàn)代制造技術(shù)是以傳統(tǒng)制造技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)交叉融合的結(jié)果，是一個集機(jī)械、電子、信息、材料與管理技術(shù)于一體的新型交叉學(xué)科，它使制造技術(shù)的技術(shù)內(nèi)涵和水平發(fā)生了質(zhì)的變化。因此，凡是那些能夠融合當(dāng)代科學(xué)進(jìn)步的最新成果，最能發(fā)揮人和設(shè)備的潛力，最能體現(xiàn)現(xiàn)代制造水平的制造技術(shù)均稱為現(xiàn)代制造技術(shù)，它給傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)帶來了勃勃生機(jī)1.2 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀1.21 國外情況在制造業(yè)自動化發(fā)展方面，發(fā)達(dá)國家機(jī)械制造技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)水平，實現(xiàn)了機(jī)械制造系統(tǒng)自動化。產(chǎn)品設(shè)計普遍采用計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD) 、計算機(jī)輔助產(chǎn)品工程(CAE) 和計算機(jī)仿真等手段，企業(yè)管理采用了科學(xué)的規(guī)范化的管理方法和手段，在加工技術(shù)方面也已實現(xiàn)了底層的自動化，包括廣泛地采用加工中心(或數(shù)控技術(shù)) 、自動引導(dǎo)小車(AGV) 等。在這個基礎(chǔ)上再提高制造系統(tǒng)的自動化水平，對于改善企業(yè)的TQCS ( T 盡量縮短產(chǎn)品的交貨時間或提早新產(chǎn)品上市時間、 Q 提高產(chǎn)品質(zhì)量、C 降低產(chǎn)品成本、S提高服務(wù)水平) 已無明顯的作用。因此，近10 余年來，發(fā)達(dá)國家主要從具有全新制造理念的制造系統(tǒng)自動化方面尋找出路，提出了一系列新的制造系統(tǒng)，如計算機(jī)集成制造系統(tǒng)、智能制造系統(tǒng)、敏捷制造、并行工程等。（1）計算機(jī)集成制造系統(tǒng)它是在自動化技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計算機(jī)及軟件，將制造廠全部生產(chǎn)活動有關(guān)的各種分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來，并適合于多品種、中小批量生產(chǎn)的總體高效率、高柔性的制造系統(tǒng)。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)在概念上，主要強(qiáng)調(diào)兩點：首先在功能上，它包含了一個工廠的全部生產(chǎn)經(jīng)營活動，即從市場預(yù)測、產(chǎn)品設(shè)計、加工工藝、制造、管理至售后服務(wù)以及報廢處理的全部活動。因此它比傳統(tǒng)的工廠自動化的范圍要大得多，是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)，是工廠自動化的發(fā)展方向。其次，在集成上，它涉及的自動化不是工廠各個環(huán)節(jié)的自動化的簡單疊加，而是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫支持下的有機(jī)集成。這種集成主要體現(xiàn)在以信息和功能為特征的技術(shù)集成，即信息集成和功能集成，以便縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高質(zhì)量、降低成本。計算機(jī)集成制造是一種概念、一種哲理，是指導(dǎo)制造業(yè)應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)走向更高階段的一種思想方法、技術(shù)途徑和生產(chǎn)模式，它代表了當(dāng)代制造技術(shù)的最高水平。（2）智能制造系統(tǒng)是指將專家系統(tǒng)、模糊推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)應(yīng)用到制造系統(tǒng)中，以解決復(fù)雜的決策問題，提高制造系統(tǒng)的水平和實用性。人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝，學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員的實踐經(jīng)驗和知識，并用于解決生產(chǎn)中的實際問題，從而將工人、工程技術(shù)人員多年來積累起來的豐富而又寶貴的實踐經(jīng)驗保存下來，在實際的生產(chǎn)中長期發(fā)揮作用。智能制造系統(tǒng)的核心技術(shù)是具有人工智能，柔性制造集成制造智能制造是現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的三個階段。（3）并行工程又稱同步工程或同期工程，是針對傳統(tǒng)的產(chǎn)品串行開發(fā)（“需求分析概念設(shè)計 詳細(xì)設(shè)計過程設(shè)計加工制造試驗檢測設(shè)計修改”的流程，稱為產(chǎn)品從設(shè)計到制造的串行生產(chǎn)模式）過程而提出的一個概念、一種哲理和方法。并行工程是集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)各種過程的系統(tǒng)方法，該方法要求開發(fā)人員在設(shè)計開始就考慮產(chǎn)品整個生命周期中，從概念的形成到產(chǎn)品報廢處理的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃和用戶要求。并行工程通過組成多學(xué)科的產(chǎn)品開發(fā)群組協(xié)同工作，利用各種計算機(jī)輔助工具等手段，使產(chǎn)品開發(fā)的各個階段，既有一定的時序又能并行，同時采用上、下游的各種因素共同決策產(chǎn)品開發(fā)各階段工作的方式，使產(chǎn)品開發(fā)的早期就能及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)全過程中的問題，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加企業(yè)競爭能力，并行工程強(qiáng)調(diào)在集成環(huán)境下的并行工作，因此，它是CIMS 進(jìn)一步發(fā)展的方向。（4）敏捷制造又稱靈捷制造、迅速制造和靈活制造等，它是將柔性生產(chǎn)技術(shù)、熟練掌握生產(chǎn)技能和有知識的勞動力與促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間相互合作的靈活管理集成在一起，通過所建立的共同基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對迅速改變或無法預(yù)見的消費者需求和市場時機(jī)作出快速響應(yīng)。市場的快速響應(yīng)是敏捷制造的核心。敏捷制造的基本原理是采用標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息集成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，以分布式結(jié)構(gòu)連接各類企業(yè)，構(gòu)成虛擬制造環(huán)境，以競爭合作為原則，在虛擬制造環(huán)境內(nèi)動態(tài)選擇合作伙伴，并通過組成虛擬企業(yè)來適應(yīng)持續(xù)多變、無法預(yù)料的市場變化。敏捷制造的核心是虛擬公司，虛擬公司映射為虛擬制造系統(tǒng)，虛擬制造系統(tǒng)2是敏捷制造的關(guān)鍵。敏捷制造是一種戰(zhàn)略決策，它能使各合作伙伴既保證各自的利益，又能獲得共同利益的一種全新的生產(chǎn)組織模式和制造模式，目前敏捷制造仍在發(fā)展研究中。1.22 國內(nèi)情況我國機(jī)械制造技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家相比還非常低，大約落后20 年。近十幾年來，我國大力推廣應(yīng)用CIMS 技術(shù)，20 世紀(jì)90 年代初期已建成研究環(huán)境，包括有CIMS 實驗工程中心和7 個開放實驗室。在全國范圍內(nèi)，部署了CIMS 的若干研究項目，諸如CIMS 軟件工程與標(biāo)準(zhǔn)化、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS 總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計自動化、工藝設(shè)計自動化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等專題。各項研究均取得了豐碩成果，獲得不同程度的進(jìn)展。但大部分大型機(jī)械制造企業(yè)和絕大部分中小型機(jī)械制造企業(yè)主要限于CAD 和管理信息系統(tǒng)，因底層（車間層）基礎(chǔ)自動化還十分薄弱，數(shù)控機(jī)床由于編程復(fù)雜，還沒有真正發(fā)揮作用。加工中心無論是數(shù)量還是利用率都很低?？删幊炭刂破鞯氖褂貌⒉黄占?，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用還很有限。因此，做好基礎(chǔ)自動化的工作仍是我國制造企業(yè)一項十分緊迫而艱巨的任務(wù)。我們在看到國際上制造業(yè)發(fā)展趨勢的同時，還要立足于我國的實際情況，扎扎實實地把基礎(chǔ)自動化工作搞上去， 才能在穩(wěn)步前進(jìn)的基礎(chǔ)上開展制造業(yè)自動化系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。石油機(jī)械制造業(yè)目前也存在相當(dāng)多的問題，其根本原因在于管理思想和管理模式的落后，以及信息技術(shù)應(yīng)用的落后。雖然許多企業(yè)不同程度地采用了一些信息技術(shù)，但多屬“技術(shù)孤島”式的單項技術(shù)，未能實現(xiàn)整個制造系統(tǒng)的有機(jī)集成。因此，加速石油機(jī)械制造業(yè)的信息化，大力采用先進(jìn)的管理思想和管理模式，應(yīng)用信息技術(shù)CIMS 應(yīng)用工程，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，是從根本上改變石油機(jī)械制造業(yè)落后狀況的有效途徑。為使我國盡快走向工廠自動化，促進(jìn)中國機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)向市場機(jī)制，參與國際競爭，張曙教授根據(jù)在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時，從必須改革生產(chǎn)組織的角度出發(fā)，提出了“獨立制造島”新的生產(chǎn)模式。獨立制造島的技術(shù)構(gòu)思是：以GT（成組技術(shù)）為基礎(chǔ)，以NC 機(jī)床為核心，強(qiáng)調(diào)信息流的自動化和以人為中心的生產(chǎn)模式，它的特征是：組織、人員和技術(shù)三者的有機(jī)集成，面向車間，權(quán)力下放，綜合治理，并以獲經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)。在近幾年, 已有一些大中型骨干企業(yè)實施了工廠CIMS 工程，如成都飛機(jī)工業(yè)公司以國家CIMS 實驗工程為技術(shù)依托，和清華大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等單位合作開發(fā)了計算機(jī)集成制造系統(tǒng)工程。在公司的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式數(shù)據(jù)庫支持下，由管理信息系統(tǒng)、質(zhì)量信息系統(tǒng)、工程信息系統(tǒng)和車間自動化系統(tǒng)有機(jī)集成，形成了一個計算機(jī)輔助經(jīng)營、設(shè)計、管理、制造的初步集成系統(tǒng)，以滿足航空產(chǎn)品研制和多品種小批量生產(chǎn)的需要。原中國石油天然氣總公司從1995 年起, 便在江漢鉆頭廠實施CIMS 工程，其中一期工程已于 1996 年完成，在2000 年完成了二期工程。兩期工程實施以來該廠各年度凈利潤增長明顯。1.3 現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方向上：一是精密工程技術(shù)，以超精密加工的前沿部分、微細(xì)加工、納米技術(shù)為代表，將進(jìn)入微型機(jī)械電子技術(shù)和微型機(jī)器人的時代；二是機(jī)械制造的高度自動化，以CIMS 和敏捷制造等的進(jìn)一步發(fā)展為代表。超精密加工的加工精度在2000 年已達(dá)到0.0001 m (1 nm) , 在21 世紀(jì)初開發(fā)的分子束生長技術(shù)、離子注入技術(shù)和材料合成、掃描隧道工程（STE）可使加工精度達(dá)到0.00030.0001 m （013011 nm），現(xiàn)在精密工程正向其終極目標(biāo)原子級精度的加工逼近，也就是說，可以做到移動原子級別的加工。加工設(shè)備正向著高精、高速、多能、復(fù)合、控制智能化、安全環(huán)保等方向發(fā)展，在結(jié)構(gòu)布局上也已突破了傳統(tǒng)機(jī)床原有的格式。日本Mazak 公司在產(chǎn)品綜合樣本中展示出一種未來機(jī)床，該機(jī)床在外形上猶如太空飛行器，加工過程中噪音、油污、粉塵等將不再給環(huán)境帶來危害。隨著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、信息、營銷的全球化，我國加入WTO，縱觀21 世紀(jì)的制造業(yè)的發(fā)展趨勢，可用三化來概括，即全球化、虛擬化和綠色化。這也是我國石油裝備制造業(yè)未來發(fā)展的方向。1.31 全球化制造的全球化,可以說是21 世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)自動化最重要的發(fā)展趨勢。近年來，在各種工業(yè)領(lǐng)域中，國際化經(jīng)營不僅成為大公司而且已是中小規(guī)模企業(yè)取得成功的重要因素。這一方面，由于國際和國內(nèi)市場上的競爭越來越激烈，例如在機(jī)械制造業(yè)中，國內(nèi)外已有不少企業(yè)，甚至是知名度很高的企業(yè)，在這種無情的競爭中紛紛落敗，有的倒閉，有的被兼并。不少暫時還在國內(nèi)市場上占有份額的企業(yè)，不得不擴(kuò)展新的市場。另一方面，由于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速發(fā)展，提供了技術(shù)信息交流、產(chǎn)品開發(fā)和經(jīng)營管理的國際化手段，推動了企業(yè)向著既競爭又合作的方向發(fā)展。這種發(fā)展進(jìn)一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用，已成為全球化制造業(yè)發(fā)展的動力。全球化制造的第一個技術(shù)基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化和集成化。由于網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，正在給企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動帶來了革命性的變革。產(chǎn)品設(shè)計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產(chǎn)品銷售都可以異地或跨越國界進(jìn)行，實現(xiàn)制造的全球化。第二個技術(shù)基礎(chǔ)是集成化與標(biāo)準(zhǔn)化。異地制造實際上是實現(xiàn)產(chǎn)品信息集成、功能集成、過程集成和企業(yè)集成。實現(xiàn)集成的基礎(chǔ)與關(guān)鍵是標(biāo)準(zhǔn)化，可以說沒有標(biāo)準(zhǔn)化就沒有全球化。1.32虛擬化虛擬化是指設(shè)計過程中的擬實技術(shù)和制造過程中的虛擬技術(shù)。虛擬化可以大大加快產(chǎn)品的開發(fā)速度和減少開發(fā)的風(fēng)險。產(chǎn)品設(shè)計中的擬實技術(shù)指面向產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能分析技術(shù)，以優(yōu)化產(chǎn)品本身性能和成本為目標(biāo)，包括產(chǎn)品的運動仿真和干涉檢驗、動力學(xué)分析、造型設(shè)計、人機(jī)工程學(xué)分析、強(qiáng)度和剛度有限元計算等。制造過程中的虛擬技術(shù)指面向產(chǎn)品生產(chǎn)過程的模擬和檢驗，檢驗產(chǎn)品的可加工性、加工方法和工藝的合理性，以優(yōu)化產(chǎn)品的制造工藝、保證產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期和最低成本為目標(biāo)，進(jìn)行生產(chǎn)過程計劃、組織管理、車間調(diào)度、供應(yīng)鏈及物流設(shè)計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機(jī)仿真。通過仿真軟件來模擬真實系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品工藝的合理性，保證產(chǎn)品制造的成功和生產(chǎn)周期，發(fā)現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)中不可避免的缺陷和錯誤。虛擬化軟件有可能形成21 世紀(jì)大的軟件產(chǎn)業(yè)。1.33 綠色化已經(jīng)頒布實施的ISO9000 系列國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和ISO14000 國際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)為制造業(yè)提出了一個新的課題，就是快速實現(xiàn)制造的綠色化。綠色制造則通過綠色生產(chǎn)過程（綠色設(shè)計、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理）生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品，產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環(huán)境的負(fù)面影響, 同時原材料和能源的利用效率能達(dá)到最高。如何最有效地利用資源和最低限度的產(chǎn)生環(huán)境污染, 是擺在制造企業(yè)面前的一個重大課題。綠色制造實質(zhì)上是人類社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)的體現(xiàn)，也是未來制造業(yè)自動化系統(tǒng)必須考慮的重要問題。目前綠色制造技術(shù)有以下幾個方面：（1）精密成形技術(shù)成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術(shù)包括：精密鑄造（濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯）、精密鍛壓（冷濕精密成形、精密沖裁）、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。（2）無切削液加工無切削液加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域是機(jī)械加工行業(yè)，無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。（3）快速成形技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)（RPM），其設(shè)計突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)所采用的材料去除的原則，而采用添加、累積的原理。其代表性技術(shù)有分層實體制造（LOM），熔化沉積制造（FDM）等等。以上這些技術(shù)之所以都被歸于綠色制造工藝，是因為這些工藝和技術(shù)不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本，而且有些工藝的改進(jìn)對環(huán)境起到保護(hù)作用。這一切除了工藝革新外，還必須依靠信息技術(shù)，通過計算機(jī)的模擬、仿真, 實現(xiàn)綠色制造。我們應(yīng)了解機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展過程，認(rèn)識現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的現(xiàn)狀，把握現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，科學(xué)高效地進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的研究，盡早地實現(xiàn)我國由制造業(yè)大國到制造業(yè)強(qiáng)國的過渡。1.4現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的特征(1)機(jī)械制造科學(xué)是由機(jī)械、計算機(jī)、信息、材料、自動化等學(xué)科有機(jī)結(jié)合而發(fā)展起來的一門跨學(xué)科的綜合科學(xué)，它隨不同對象和時間而改變功能結(jié)構(gòu)及信息系統(tǒng)。(2)柔性、集成、并行工作。現(xiàn)代機(jī)械制造系統(tǒng)具有多功能性和信息密集性，能夠制造生產(chǎn)成本與批量無關(guān)的產(chǎn)品，能按訂單制造，滿足產(chǎn)品的個性要求。(3)制造智能化。能夠代替熟練工人的技藝，具有學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員多年實踐經(jīng)驗和知識的能力，并用以解決生產(chǎn)實際問題。智能制造系統(tǒng)能發(fā)揮人的創(chuàng)造能力和具有人的智能和技能，強(qiáng)調(diào)以人為系統(tǒng)的主導(dǎo)者這一總的概念。在智能制造系統(tǒng)中，智能和集成并列，集成是智能的重要支撐，反過來智能又促進(jìn)集成水平的提高。(4)設(shè)計與工藝一體化，傳統(tǒng)的制造工程設(shè)計和工藝分步實施，造成了工藝從屬于設(shè)計、工藝與設(shè)計脫離等現(xiàn)象，影響了制造技術(shù)的發(fā)展。產(chǎn)品設(shè)計往往受到工藝條件的制約，受到制造可靠性、加工精度、表面粗糙度、尺寸等限制。因此，設(shè)計與工藝必須密切結(jié)合，要以工藝為突破口，形成設(shè)計與工藝的一體化。(5)精密加工技術(shù)是關(guān)鍵，精密和超精密加工技術(shù)是衡量先進(jìn)制造技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一。當(dāng)前，納米加工技術(shù)代表了制造技術(shù)的最高精度水平。(6)產(chǎn)品生命周期的全過程，現(xiàn)代制造技術(shù)是一個從產(chǎn)品概念開始，到產(chǎn)品形成、使用，一直到處理報廢的集成活動和系統(tǒng)。在產(chǎn)品的設(shè)計中，不僅要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、零件設(shè)計、裝配設(shè)計，而且特別強(qiáng)調(diào)拆卸設(shè)計。使產(chǎn)品報廢處理時，能夠進(jìn)行材料的再循環(huán)。節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境。(7)人、組織、技術(shù)三結(jié)合，現(xiàn)代制造技術(shù)強(qiáng)調(diào)人的創(chuàng)造性和作用的永恒性；提出了由技術(shù)支撐轉(zhuǎn)變?yōu)槿?、組織、技術(shù)的集成；強(qiáng)調(diào)了經(jīng)營管理、戰(zhàn)略決策的作用。在制造工業(yè)戰(zhàn)略決策中，提出了市場驅(qū)動、需求牽引的概念，強(qiáng)調(diào)用戶是核心，用戶的需求是企業(yè)成功的關(guān)鍵，并且強(qiáng)調(diào)快速響應(yīng)市場需求的重要性。2.滾珠螺母副的工作原理數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運動采用無級調(diào)速的伺服驅(qū)動方式，伺服電機(jī)的動力和運動只需經(jīng)過由最多一兩級齒輪或帶輪傳動副和滾珠絲杠螺母副或齒輪齒條副或蝸桿蝸條副組成的傳動系統(tǒng)傳動給工作臺等運動執(zhí)行部件。傳動系統(tǒng)的齒輪副或帶輪副的作用主要是通過降速來匹配進(jìn)給系統(tǒng)的慣量和獲得要求的輸出機(jī)械特性，對開環(huán)系統(tǒng)，還起匹配所需的脈沖當(dāng)量的作用。近年來，由于伺服電機(jī)及其控制單元性能的提高，許多數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)去掉了降速齒輪副，直接將伺服電機(jī)與滾珠絲杠連接。滾珠絲杠螺母副或齒輪齒條副或蝸桿蝸條副的作用是實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)到直線的運動形式的轉(zhuǎn)換。2.1滾珠絲杠的結(jié)構(gòu) （1）按滾珠絲杠的傳動形式可分為絲杠轉(zhuǎn)動傳動和螺母轉(zhuǎn)動傳動。絲杠轉(zhuǎn)動傳動是指：絲杠轉(zhuǎn)動，螺母固定在工作臺上。絲杠旋轉(zhuǎn)推動推動螺母，螺母帶動工作臺做往復(fù)運動。我們一般常見的都是這種類型安裝方式。 螺母轉(zhuǎn)動傳動是指：絲杠被固定，螺母通過軸承固定在工作臺上，伺服電機(jī)帶動螺母旋轉(zhuǎn)，螺母沿絲杠做軸向運動，進(jìn)而帶動工作臺運動。這種傳動方式一般用于絲杠較長的機(jī)床上，防止絲杠因剛性不足而產(chǎn)生震動和變形。 （2）按滾珠絲杠螺母結(jié)構(gòu)可分為：內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。 外循環(huán)方式的滾珠絲杠螺母由絲杠、滾珠、回珠管和螺母組成。與內(nèi)循環(huán)方式的主要區(qū)別在于螺母螺旋槽的兩端用回珠管連接起來，使?jié)L珠能夠從一端重新回到另一端，構(gòu)成一個閉合的循環(huán)回路。 內(nèi)循環(huán)方式的滾珠絲杠螺母結(jié)構(gòu)關(guān)鍵是在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸輪式反向器，反向器上銑有S形回珠槽，將相鄰兩螺紋滾道連接起來。滾珠從螺紋滾道進(jìn)入反向器，借助反向器迫使?jié)L珠越過絲杠牙頂進(jìn)入相鄰滾道，實現(xiàn)循環(huán)。2.2工作原理滾珠絲杠螺母副是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置。圖2-1、2-2 是滾珠絲杠螺母副的原理圖。在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時形成了螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。當(dāng)絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)時，兩者發(fā)生軸向位移，而滾珠則沿著滾道滾動，螺母螺旋槽的兩端用回珠管連接起來，使?jié)L珠能作周而復(fù)始的循環(huán)運動，管道的兩端還起著擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。（1）組成：主要由絲桿、螺母、滾珠和滾道（回珠器）、螺母座等組成（2）滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機(jī)床中回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動常用的傳動裝置。它以滾珠的滾動代替絲桿螺母副中的滑動，摩擦力小，具有良好的性能。（3）摩擦力?。褐饕怯脻L珠的滾動代替了普通絲桿螺母副的滑動。 （4）軸向間隙可消除：也是由于滾珠的作用，提高了系統(tǒng)的剛性。經(jīng)預(yù)緊后可消除間隙。 (5) 使用壽命長、制造成本高：主要采用優(yōu)質(zhì)合金材料，表面經(jīng)熱處理后獲得高的硬度。（6）傳動效率高：機(jī)械效率可高達(dá)92%98%。圖2-1 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1絲杠；2螺母；3滾珠；4回珠管 圖2-2滾珠絲杠副3.影響滾珠絲杠耐磨性的因素數(shù)控機(jī)床要求進(jìn)給部分移動元件靈敏度高、精度高、反應(yīng)快、無爬行,采用滾珠絲杠副可以滿足上述要求。在結(jié)構(gòu)中,用普通滾珠絲杠副實現(xiàn)將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動。滾珠絲杠螺母副安裝時需預(yù)緊,通過預(yù)緊可消除滾珠絲杠螺母副的軸向間隙,提高傳動剛度。預(yù)緊的方法是采用雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)。通過改變兩個螺母的軸向相對位置,使每個螺母中滾珠分別接觸絲杠滾道的左右兩側(cè)來實現(xiàn)的。 雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)一般需要幾次調(diào)整才能保證機(jī)床在最大軸向載荷下,既消除間隙,又能靈活運轉(zhuǎn)3.1滾珠絲杠副的特點(1) 動力更省驅(qū)動力矩僅為滑動絲杠副的1/3，具有較高的運動效率，可以更加省電。(2) 高精度的保證滾珠絲杠副都是由高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，制作精度更高。(3) 微進(jìn)給可能滾珠絲杠副由于是利用滾珠運動，所以啟動力矩極小，不會出現(xiàn)滑動運動那樣的爬行現(xiàn)象，能保證實現(xiàn)精確的微進(jìn)給。(4) 無側(cè)隙、剛性高滾珠絲杠副可以加預(yù)壓，由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值，進(jìn)而得到較高的剛性。(5) 高速進(jìn)給滾珠絲杠副由于運動效率高、發(fā)熱小，所以可實現(xiàn)高速進(jìn)給（運動）。3.2影響滾珠絲杠副絲杠加工速度的因素(1)絲杠長度較長，車削時容易引起工件震動；(2)絲杠長度較長，在車削時容易產(chǎn)生錐度；3.3滾珠絲杠傳動特性（1）傳動效率高 滾珠絲杠副的傳動效率高達(dá)90%98%，為滑動絲杠副的24倍，能高效地將扭力轉(zhuǎn)化為推力，或?qū)⑼屏D(zhuǎn)化為扭力。 （2）傳動靈敏平穩(wěn) 滾珠絲杠副為點接觸滾動摩擦，摩擦阻力小、靈敏度好、啟動時無顫動、低速時無爬行，可級控制微量進(jìn)給。 （3）定位精度高 滾珠絲杠副傳動過程中溫升小、可預(yù)緊消除軸向游隙和初級彈性形變、可對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸以補(bǔ)償熱伸長，故可獲得較高的定位精度和重復(fù)定位精度 （4）精度保持性好 滾珠及滾道硬度達(dá)HRC5863，滾道形狀準(zhǔn)確，滾動摩擦磨損極小，具有良好的精度保持性、可靠性和使用壽命。 （5）傳動剛度高 滾珠絲杠副內(nèi)外滾道均為偏心轉(zhuǎn)角雙圓弧面、在滾道間隙極小的時也能靈活傳動。需要時加一定的預(yù)緊載荷則可消除軸向游隙和初級彈性形變以獲得良好的剛性（此時使用壽命有所減少）。 （6）同步性能好 滾珠絲杠副因具有導(dǎo)程精度高、靈敏度好的特點，在需要同步傳動的場合，用幾套相同導(dǎo)程的滾珠絲杠副可獲得良好的同步性能。3.4滾珠絲杠副在高速數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用 高速加工是面向21世紀(jì)的一項高新技術(shù)，它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在航天航空、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實現(xiàn)高速加工，首先要有高速數(shù)控機(jī)床。高速數(shù)控機(jī)床必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實現(xiàn)高速進(jìn)給，國內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施，提高滾珠絲杠的高速性能。主要措施有：（1）適當(dāng)加大絲杠的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前常用大導(dǎo)程滾珠絲杠名義直徑與導(dǎo)程的匹配為：40mm20mm，50mm25mm，50mm30mm等，其進(jìn)給速度均可達(dá)到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力，大導(dǎo)程滾珠絲杠一般采用雙頭螺紋，以提高滾珠的有效承載圈數(shù)。（2）改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高滾珠運動的流暢性。改進(jìn)滾珠循環(huán)反向裝置，優(yōu)化回珠槽的曲線參數(shù)，采用三維造型的導(dǎo)珠管和回珠器，真正做到沿著內(nèi)螺紋的導(dǎo)程角方向?qū)L珠引進(jìn)螺母體中，使?jié)L珠運動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。(3)采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù)。高速滾珠絲杠在運行時由于摩擦產(chǎn)生高溫，造成絲杠的熱變形，直接影響高速機(jī)床的加工精度。采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù)，就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中，對滾珠絲杠進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，保持滾珠副溫度的恒定。這個措施是提高中、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑。(4)對于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng)，可采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動方式。此時，螺母一邊轉(zhuǎn)動、一邊沿固定的絲杠作軸向移動，由于絲杠不動，可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制，避免了細(xì)長滾珠絲杠高速運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運動靈活，可實現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。（5）進(jìn)一步提高滾珠絲杠的制造質(zhì)量。通過采用上述種種措施后，可在一定程度上克服傳統(tǒng)滾珠絲杠存在的一些問題。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面一直處于國際領(lǐng)先地位，其最大快速移動速度可達(dá)60m/min，個別情況下甚至可達(dá)90m/min，加速度可達(dá)15m/s2。由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟、應(yīng)用廣泛、成本較低，因此在中等載荷、進(jìn)給速度要求并不十分高、行程范圍不太大(小于45m)的一般高速加工中心和其他經(jīng)濟(jì)型高速數(shù)控機(jī)床上仍然經(jīng)常被采用。4.提高滾珠絲杠耐磨的措施如果精度不是很高的話，可以考慮選擇冷軋絲杠，不過現(xiàn)在的冷軋絲杠的精度也都提高了，任意300mm內(nèi)，允許的形成誤差在0.008mm0.013mm內(nèi)。因為冷軋絲杠的螺紋槽只是被擠下去了，工件的淬硬層還是連接的，但是磨削絲杠的螺紋槽卻是磨削掉的，工件的淬硬層已經(jīng)被切斷，所以硬度就會降低。動負(fù)荷必須大于機(jī)床的規(guī)定負(fù)荷，絲桿潤滑特別重要，防塵特別重要，絲桿的自身剛性必須保證，58-62HRC。4.1滾珠絲桿螺母副的消隙（1）雙螺母墊片調(diào)隙：5 N% V: I; s+ V. O3 t3 t: i2 b/ c# b# Z8 S% O/ s2 e) B; F修磨墊片厚度消隙 滾珠絲桿螺母副采用雙螺母結(jié)構(gòu)（類似于齒輪副中的雙薄片齒輪結(jié)構(gòu)）。通過改變墊片的厚度使螺母產(chǎn)生軸向位移，從而使兩個螺母分別與絲桿的兩側(cè)面貼合。當(dāng)工作臺反向時，由于消除了側(cè)隙，工作臺會跟隨CNC的運動指令反向而不會出現(xiàn)滯后。 （2）雙螺母螺紋調(diào)隙：; s0 z2 m0 % O1 |9 a用鎖緊螺母消隙9 QH3 w5 , % x差齒式調(diào)整法 圖示為利用兩個鎖緊螺母調(diào)整預(yù)緊力的結(jié)構(gòu)。兩個工作螺母以平鍵與外套相聯(lián)，其中右邊的一個螺母外伸部分有螺紋。當(dāng)兩個鎖緊螺母轉(zhuǎn)動時，正是由于平鍵限制了工作螺母的轉(zhuǎn)動，才使得帶外螺紋的工作螺母能相對于鎖緊螺母軸向移動。間隙調(diào)整好后，對擰兩鎖緊螺母即可。結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，應(yīng)用較廣。（3）雙螺母齒差調(diào)隙： 兩個工作螺母的凸緣上分別切出齒數(shù)為Z1、Z2的齒輪，且Z1、Z2相差一個齒，即： Z2-Z1=1，兩個齒輪分別與兩端相應(yīng)的內(nèi)齒圈相嚙合，內(nèi)齒圈緊固在螺母座上。設(shè)其中的一個螺母Z1轉(zhuǎn)過一個齒時，絲桿的軸向移動量為S1，則有： 1 g: g6 . 9 p S0 o. Z1:1=T:S1 則S1=T/Z17 如果兩個齒輪同方向各轉(zhuǎn)過一個齒，則絲桿的軸向位移為：S=S1-S2=T/Z1-T/Z2=T/Z1Z2* N5 8 n! D% 9 x7 w& K9 B& C1 例：當(dāng)Z1=99，Z2=100時，S1?？梢赃_(dá)到很高的調(diào)整精度。.4.2滾珠絲杠的支承4.21滾珠絲杠兩端支撐形式圖a：一端固定，一端自由：適用于短絲桿及垂直絲桿。 圖b：一端固定，一端浮動：一端同時承受軸向力和徑向力，另一端徑向力，當(dāng)絲桿受熱伸長時，可以通過一端做微量的軸向浮動。圖c：兩端固定的支撐形式：通常在它的一端裝有碟形彈簧和調(diào)整螺母，這樣既能對滾珠絲桿施加預(yù)緊力，又能在絲桿熱變形后保持不變的預(yù)緊力4.22滾珠絲杠在機(jī)床上的安裝支承方式 滾珠絲杠常用推力軸承支承，數(shù)控機(jī)床以提高軸向剛度(當(dāng)滾珠絲杠的軸向負(fù)載很小時，也可用角接觸球軸承支座)。（1）一端裝推力軸承。這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低。此方式只適用于短絲杠，一般用于數(shù)控機(jī)床的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控銑床的立向(垂直)坐標(biāo)中。（2）一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承。此種方式可用于絲杠較長的情況。安裝時應(yīng)將推力軸承遠(yuǎn)離液壓馬達(dá)等熱源及絲杠上的常用段，以減少絲杠熱變形的影響。（3）兩端裝推力軸承。把推力軸承裝在滾珠絲杠的兩端，并施加預(yù)緊拉力，沈陽第一機(jī)床廠這樣有助于提高剛度，但這種安裝方式對絲杠的熱變形較為敏感，軸承的壽命較兩端裝推力軸承及深溝球軸承方式低。（4）兩端裝推力軸承及深溝球軸承。數(shù)控機(jī)床為使絲杠具有最大的剛度，它的兩端可用雙重支承，即推力軸承加深溝球軸承，并施加預(yù)緊拉力。這種結(jié)構(gòu)方式不能精確地預(yù)先測定預(yù)緊力，預(yù)緊力的大小是由絲杠的溫度變形轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的，但設(shè)計時要求提高推力軸承的承載能力和支架剛度。 近來出現(xiàn)一種滾珠絲杠專用軸承。這是一種能夠承受很大軸向力的特殊角接觸球軸承，與一般角接觸球軸承相比，接觸角增大到60，增加了滾珠的數(shù)目并相應(yīng)減小滾珠的直徑。這種新結(jié)構(gòu)的軸承比一般軸承的軸向剛度提高兩倍以上，使用極為方便。產(chǎn)品成對出售，而且在出廠時已經(jīng)選配好內(nèi)外環(huán)的厚度，沈陽第一機(jī)床廠裝配調(diào)試時只要用螺母和端蓋將內(nèi)環(huán)和外環(huán)壓緊，就能獲得出廠時已經(jīng)調(diào)整好的預(yù)緊力。使用極為方便4.3滾珠絲桿螺母副的安裝 滾珠絲桿螺母副所承受的主要是軸向載荷。它的徑向載荷主要是臥式絲桿的自重。安裝時，要保證螺母座的孔與工作螺母之間的良好配合，并保證孔與端面的垂直度等。這時主要是根據(jù)載荷的大小和方向選擇軸承。另外安裝和配置的形式還與絲桿的長短有關(guān)，當(dāng)絲桿較長時，采用兩支撐結(jié)構(gòu)；當(dāng)絲桿較短時，采用單支撐結(jié)構(gòu)。4.31滾珠絲杠副常用的安裝方式雙推-自由方式；雙推-支承方式；雙推-雙推方式。大型臥式加工中心，是具有高性能、高剛性和高精度的機(jī)電一體化的高效加工設(shè)備，是加工各類高精度傳動箱體零件及其他大型模具的理想加工設(shè)備。它的三個坐標(biāo)方向均接納伺服電機(jī)帶動滾動絲杠傳動，三個坐標(biāo)方向，即X、Y、Z的事情行程較大。由于滾珠絲杠副的布局獨特之處，使主機(jī)上三個方向的滾珠絲杠副的安裝變患上特別關(guān)鍵。4.32新的裝置工藝方法：通過對該產(chǎn)物的現(xiàn)場技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)過屢次重復(fù)的摸索與生產(chǎn)證驗，總結(jié)出一條比力可靠的裝置工藝方法。 1、首先，接納整體式專用芯棒將絲母座孔校正，使其與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向平行度在0.01/1000以內(nèi)； 2、把絲母座固定后，接納專業(yè)丈量夾具實際丈量出絲母座孔距基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向距離；之后，同樣接納整體式專用檢棒將軸承孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向平行度找正在0.01/1000以內(nèi)，接納專用丈量夾具實際丈量出軸承孔距基準(zhǔn)導(dǎo)軌的正、側(cè)向距離，要求絲母孔與基準(zhǔn)導(dǎo)軌正、側(cè)向距離一致，允差為0.01；將軸承座固定。這種方法接納整體式專用檢棒，不僅長度短小，而且將芯棒和定位套合二為一，消除了芯棒與定位套之間的配合間隙，可靠包管了軸承孔、絲母座孔與導(dǎo)軌的平行度； 3、通過實際距離的丈量，使兩端軸承支承孔與絲母座孔的同軸度也獲患上了可靠的包管，這樣就降低了滾珠絲杠副的繞度和徑向偏置載荷，提高了絲杠副的安裝精度。4、別的，在安裝滾珠絲杠的歷程中，必需嚴(yán)格控制滾珠絲杠的軸向竄動量，此項技術(shù)指標(biāo)將直接影響滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的傳動位置精度。根據(jù)現(xiàn)場實際證驗表明：首先，要將安裝伺服電機(jī)端的軸承座內(nèi)的軸承裝置好，其在滾動絲杠傳動歷程中起主要作用，將滾珠絲杠的軸向竄動量控制在0.0150.02之間；之后，再將另一端軸承座內(nèi)的軸承裝置好，使軸向竄動量控制在0.01以內(nèi)。這樣就能有效包管滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度。5、滾珠絲杠軸的預(yù)拉伸也是非常須要的。為了提高滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的剛度和精度，給絲杠軸實行預(yù)拉伸是非常有效的，但由于絲杠軸的各斷面不同，而溫升值又不易精確設(shè)定，所以按有關(guān)文獻(xiàn)計算患上出的預(yù)拉力只能作為參考量。在生產(chǎn)中常常是把具有負(fù)值方向的方針值的絲杠軸進(jìn)行預(yù)拉伸，使機(jī)床事情臺的定位精度曲線的走向靠近水平。4.4滾珠絲杠的防護(hù)滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動零件一樣，只要避免磨料微粒及化學(xué)活性物質(zhì)進(jìn)入，就可以認(rèn)為這些元件幾乎是在不產(chǎn)生磨損的情況下工作的。但如在滾道上落人了 臟物 ，或使用骯臟的潤滑油，不僅會妨礙滾珠的正常運動，而且使磨損急劇增加。對于制造誤差和預(yù)緊變形量以微米計的滾珠絲杠傳動副來說，這種磨損就非凡敏感。因此有效地防護(hù)、密封和保持潤滑油的 清潔就 顯得十分必要。通常采用毛氈圈對螺母進(jìn)行密封，毛氈圈厚度為螺距的 23 倍，而且內(nèi)孔做成螺紋的外形，使之緊密地包住絲杠，并裝入螺母或套筒兩端的槽孔內(nèi)。密封圈除了采用柔軟的毛氈之?dāng)?shù)控技術(shù)外，還可以采用耐油橡皮或尼龍材料。由于密封圈和絲杠直接接觸，因此防塵效果較好，但也增加了滾珠絲杠副的摩擦阻力矩。為了避免這種摩擦阻力矩，可以采用由較硬質(zhì)塑料制成的非接觸式迷宮密封圈，內(nèi)孔做成與絲杠螺紋滾道相反的外形，并留有一定間隙。對于暴露在外面的絲杠，一般采用螺旋鋼帶、伸縮套筒、錐形套管以及折疊式塑料或人造革等形式的防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒粘附到絲杠表面。這幾種防護(hù)罩與導(dǎo)軌的防護(hù)罩有相似之處，一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。圖5-43 鋼帶纏卷式絲杠防護(hù)裝置1 支承滾子； 2 張緊輪； 3 鋼帶近年來出現(xiàn)一種鋼帶纏卷式絲杠防護(hù)裝置，其原理如圖5-43 所示。防護(hù)裝置和螺母一起固定在拖板上，整個裝置由支承滾子 1 、張緊輪 2 和鋼帶 3 等零件組成。鋼帶的兩端分別固定在絲杠的外圓表面。防護(hù)裝置中的鋼帶繞過支承滾子，并靠彈簧和張緊輪將鋼帶張緊。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時，拖板 ( 或工作臺 ) 相對絲杠作軸向移動，絲杠一端的鋼帶按絲杠的螺距被放開，而另一端則以同樣的螺距將鋼帶 纏 卷在絲杠上。由于鋼帶的寬度正好等于絲杠的螺距，因此螺紋槽被嚴(yán)密地封住。還因為鋼帶的正、反兩面始終不接觸，鋼帶外表面粘附的 臟物 就不會被帶到內(nèi)表面上，使內(nèi)表面保持清潔4.5滾珠絲杠主要故障及原因因滾珠絲杠傳動系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床各機(jī)構(gòu)中實際運行最為頻繁，各零部件經(jīng)常產(chǎn)生機(jī)械磨損和潤滑不良，因而常常出現(xiàn)定位精度下降、反向間隙過大、機(jī)械爬行、軸承磨損嚴(yán)重、噪音過大等故障。當(dāng)這些故障出現(xiàn)時就要我們對此做出正確的診斷，才能及時修復(fù)設(shè)備。 滾珠絲杠在運行中產(chǎn)生的故障現(xiàn)象主要可以分為2類，其具體原因如下：(1)反向間隙大，定位精度差，加工零件尺寸不穩(wěn)定。 滾珠絲杠螺母副及其支撐系統(tǒng)由于長時間運行產(chǎn)生的磨損間隙，將直接影響數(shù)控機(jī)床的傳動精度和剛性。一般故障現(xiàn)象有反向間隙大、定位精度不穩(wěn)定等問題。根據(jù)磨損具體產(chǎn)生的位置，故障原因可細(xì)分為以下幾類： a)滾珠絲杠支撐軸承磨損或軸承預(yù)加負(fù)荷墊圈配的不合適。 b)滾珠絲杠雙螺母副產(chǎn)生間隙、滾珠磨損。 c)滾珠絲杠單螺母副由于磨損產(chǎn)生間隙。 d)螺母法蘭盤與工作臺之間沒有固定牢，產(chǎn)生間隙。(2)滾珠絲杠副運動不平穩(wěn)，噪音過大。 這種故障現(xiàn)象主要因一些人為原因產(chǎn)生，具體如下： a)伺服電機(jī)驅(qū)動參數(shù)未調(diào)整好。 b)絲杠絲母潤滑不良。4.6檢測與維修滾珠絲杠所產(chǎn)生故障是多種多樣的，沒有固定的模式。有的故障是漸發(fā)性故障，要有一個發(fā)展的過程，隨著使用時間的增加越來越嚴(yán)重；有時是突發(fā)性故障，一般沒有明顯的征兆，而突然發(fā)生，這種故障是各種不利因素及外界共同作用而產(chǎn)生的。所以通過正確的檢測來確定真正的故障原因，是快速準(zhǔn)確維修的前提。 （1）滾珠絲杠螺母副及支撐系統(tǒng)間隙的檢測與修理 當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)反向誤差大、定位精度不穩(wěn)定、過象限出現(xiàn)刀痕時，首先要檢測絲杠系統(tǒng)有沒有間隙。檢測的方法有:用百分表配合鋼球放在絲杠的一端中心孔中，測量絲杠的軸向竄動，另一塊百分表測量工作臺移動。正反轉(zhuǎn)動絲杠，觀察兩塊百分表上反映的數(shù)值，根據(jù)數(shù)值不同的變化確認(rèn)故障部位。 （2）絲杠支撐軸承間隙的檢測與修理 如測量絲杠的百分表在絲杠正反向轉(zhuǎn)動時指針沒有擺動，說明絲杠沒有竄動。如百分表指針擺動，說明絲杠有竄動現(xiàn)象。該百分表最大與最小測量值之差就是絲杠的軸向竄動的距離。這時，我們就要檢查支撐軸承的背帽是否鎖緊、支撐軸承是否已磨損失效、預(yù)加負(fù)荷軸承墊圈是否合適。如果軸承沒有問題，只要重新配做預(yù)加負(fù)荷墊圈就可以了。如果軸承損壞，需要把軸承更換掉，重新配做預(yù)加負(fù)荷墊圈，再把背帽背緊。絲杠軸向竄動大小主要在于支撐軸承預(yù)加負(fù)荷墊圈的精度。絲杠安裝精度最理想的狀態(tài)是沒有正反間隙，支撐軸承還要有0.02mm左右的過盈。 （3）滾珠絲杠雙螺母副產(chǎn)生間隙的檢測與維修 通過檢測，如果確認(rèn)故障不是由于絲杠竄動引起的。那就要考慮是否是絲杠螺母副之間產(chǎn)生了間隙，這種情況的檢測方法基本與檢測絲杠竄動相同。用百分表測量與螺母相連的工作臺上，正反向轉(zhuǎn)動絲杠，檢測出絲杠與螺母之間的最大間隙，然后進(jìn)行調(diào)整。 （4）單螺母副的檢測與維修 對于單螺母滾珠絲杠，絲杠螺母副之間的間隙是不能調(diào)整的。如檢測出絲杠螺母副存在間隙。首先檢查絲杠和螺母的螺紋圓弧是否已經(jīng)磨損，如磨損嚴(yán)重，必須更換全套絲杠螺母。 如檢查磨損輕微，就可以更換更大直徑的滾珠來修復(fù)。首先檢測出絲杠螺母副的最大間隙，換算成滾珠直徑的增加，然后選配合適的滾珠重新裝配。這樣的維修是比較復(fù)雜，所需時間長，要求技術(shù)水平高。 （5）螺母法蘭盤與工作臺連接沒有固定好而產(chǎn)生的間隙 這個問題一般容易被人忽視，因機(jī)床長期往復(fù)運動，固定法拉盤的螺釘松動產(chǎn)生間隙，在檢查絲杠螺母間隙時最高把該故障因素先