滚珠丝杠按螺纹轨道的截面形状分为单圆弧和双圆弧两种截形。 由于双圆弧截形轴向刚度大于单圆弧截形, 因此目前普遍采用双圆弧截形的丝杠。
按预加负载形式分,可分为单螺母无预紧、单螺母变位导程预紧、单螺母加大钢球径向预紧、双螺母垫片预紧、双螺母差齿预紧、双螺母 螺纹预紧。数控机床上常用双螺母垫片式预紧,其预紧力一般为轴向载荷的 1/3。 滚珠丝杠与滑动杆螺母副比较有很多优点:传动效率高、灵敏度高、传动平稳:磨损小、寿命长;可消除轴向间隙,提高轴向刚度等。
二,滚珠丝杠在高速数控机床上的应用
主要措施有:
(1)适当加大螺杆的转速、导程和螺纹头数。目前常用大导 程滚珠螺杆名义直径与导程的匹配为:40mm×20mm,50mm×25mm,50mm×30mm 等,其进给速度均可达到 60m/min 以上。为了提高滚珠丝杆 的刚度和承载能力,大导程滚珠丝杠一般采用双头螺纹,以提高滚珠的有效承载圈数。
(2)改进结构,提高滚珠运动的流畅性。改进滚珠 循环反向装置,优化回珠槽的曲线参数,采用三维造型的导珠管和回珠器,真正做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引进螺母体中,使滚 珠运动的方向与滚道相切而不是相交。这样可把冲击损耗和噪声减至最小。
(3)采用“空心强冷”技术。高速滚珠丝杠在运行时由于摩擦 产生高温,造成螺杆的热变形,直接影响高速机床的加工精度。采用“空心强冷”技术,就是将恒温切削液通入空心丝杆的孔中,对滚珠 螺杆进行强制冷却,保持滚珠副温度的恒定。这个措施是提高中、大型滚珠螺杆高速性能和工作精度的有效途径。
(4)对于大行程的高速 进给系统,可采用螺杆固定、螺母旋转的传动方式。此时,螺母一边转动、一边沿固定的螺杆作轴向移动,由于滚珠丝杠不动,可避免受临界 转速的限制,避免了细长滚珠螺杆高速运转时出现的种种问题。螺母惯性小、运动灵活,可实现的转速高。
(5)进一步提高滚珠螺杆的制 造质量。通过采用上述种种措施后,可在一定程度上克服传统滚珠螺杆存在的一些问题。其最大快速移动速度可达 60m/min,个别情况下 甚至可达 90m/min,加速度可达 15m/s2。由于滚珠螺杆历史悠久、工艺成熟、应用广泛、成本较低,因此在中等载荷、进给速度要求并不 十分高、行程范围不太大(小于 4~5m)的一般高速加工中心和其他经济型高速数控机床上仍然经常被采用。
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