精密滾珠絲杠的故障分析及裝配工藝
數(shù)控機床的精密滾珠絲杠裝配后進行靜態(tài)精度檢查時合格,但在試車后或用戶使用一段時間后出現(xiàn)精密滾珠絲杠的軸向跳動超差嚴(yán)重,影響了機床的運動精度,導(dǎo)致設(shè)備返修。此故障時有發(fā)生,卻一直沒有得到徹底的解決。對此故障現(xiàn)象進行了仔細的觀察與分析,找出了故障原因,規(guī)范了裝配工藝,徹底排除了故障。數(shù)控車床精密滾珠絲杠裝配后進行靜態(tài)精度檢查時合格,但在試車后或用戶使用一段時間后出現(xiàn)精密滾珠絲杠的軸向跳動超差嚴(yán)重,影響了機床的加工精度,導(dǎo)致設(shè)備返修。通過進一步的了解,此故障發(fā)生的次數(shù)雖然不是很多,但是一些設(shè)備在試車時沒有,卻在交付用戶使用后才出現(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,特點是摩擦系數(shù)小,旋轉(zhuǎn)力矩小,起動靈敏,傳動精度高,適于伺服電機的小扭矩驅(qū)動。在裝配時除了應(yīng)保證絲杠與工作臺直線導(dǎo)軌(工作臺)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,即徑向跳動和軸向竄動。由于數(shù)控設(shè)備的精度要求比普通機床要高許多,一般為微米級。因此裝配工藝及精度檢測都很嚴(yán)格,對裝配工人的技術(shù)要求也較高。
同時在車間裝配現(xiàn)場對裝配過程的觀察,初步確定質(zhì)量問題可能出在以下幾個方面:精密滾珠絲杠精度達不到要求;在裝配時粗心大意,損壞了絲杠的精度;是否機床行程超程,工作臺發(fā)生碰撞,導(dǎo)致精度損壞;裝配工藝與檢測方法不正確,導(dǎo)致精度超差。
故障原因分析,經(jīng)過檢查及分析,可以確定問題的關(guān)鍵,不是裝配工藝或精度檢測等原因造成的,而是忽略了裝配細節(jié),才導(dǎo)致了嚴(yán)重的質(zhì)量問題。具體原因如下:使用手電鉆鉸孔時,雙手用力不均勻,鉸刀擺動過大,造成錐孔上大下小,錐度不是要求的1:50,錐銷裝配后與錐孔只有小端接觸,導(dǎo)致定位不準(zhǔn);機鉸后沒有留精鉸余量,也沒有進行手工精鉸,鉸削面粗糙,錐銷裝配后與錐孔孔壁接觸不良;鉸孔深度控制不準(zhǔn),錐銷插入后,只余頭部一點長度,裝配后過盈量小,摩擦力不足;在鉆孔鉸孔等過程中,沒有進行防塵處理,鑄鐵粉塵易進入絲杠配合面,加劇絲杠副的磨損,也會導(dǎo)致絲杠精度下降。
使用機鉸粗鉸后必須留出精鉸余量,再手工精鉸。以糾正機鉸后的錐度誤差,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。在鉸孔時應(yīng)及時用錐銷試配,以便控制鉸孔孔徑,當(dāng)錐銷能自由插入銷長的80%~85%左右時孔徑才為合格;清理鐵屑后,應(yīng)在錐銷上涂機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。
在鉆孔、鉸孔及攻螺紋過程中,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),防止粉塵進入絲杠副內(nèi)部,以延長精密元件的使用壽命,提高裝配精度。