外循环滚珠螺母的加工工艺

近年来,滚珠丝杠副的应用得到了迅速发展。滚珠丝杠副就它的循环方式来讲,有内循环和外循环之分。在外循环方式中,滚珠在循环过程中脱开丝杠螺纹滚道,借助安装在螺母上的回珠管在螺母体或依靠导管在循环体外进行循环。在外循环滚珠丝杠副中,其滚珠螺母的加工较为复杂,现将我厂加工该零件的方法介绍如下: 一、螺母主要加工工序外循环滚珠螺母的零件结构如图1所示。其主要工序为: 车削→磨削外圆→铣平面→反向孔的加工→钳工→车削内孔及滚珠螺纹→钻孔→淬     

插管式外循环滚珠丝杠副螺母回程角计算

回程角是插管式外循环滚珠丝杠副螺母设计关键参数之一，回程角大小的确定，直接影响插管式外循环滚珠丝杠副产品质量及使用寿命。本文举例介绍了插管式外循环滚珠丝杠副螺母回程角的设计计算，并推导出理论计算公式。     

微型滚珠丝杠副的设计与制造

通常滚珠丝杠副的名义直径小于16mm以下时,称为微型滚珠丝杠副。当丝杠名义直径小于10mm时,则制造更加困难,关键是螺母的内孔小,滚道无法进行磨削。在滚珠循环结构设计上,采用螺旋槽式自体内循环和导管式外循环两种结构,我们都进行了研制,比较了他们的制造工艺和产品优劣。螺旋槽式结构紧凑,回珠孔加工精度要求高,孔中心对螺母滚道中心位置度误差不大于0.03mm。当孔位与滚道接触平滑,总装时,仍发现滚珠运动不畅,产品总体性能不好。插管式外循环结构,除导管不易制造外,螺母制造大体与螺旋槽式相同(见图1)。     

滚珠螺母的制造方法

这里推荐一种滚珠丝杠副中滚珠螺母制造方法,这类滚珠丝杠副常在数控机床、机械手和其它机械制造产品中使用。图中螺母7外径和内径加工后,铣径向孔3,并在其中按H7/u8配合压入外衬板5,此时板带有两个孔2和     

数控机床中的滚珠丝杠副

滚珠丝杠副的工作特点是:(1)转动轻快,传动效率在90%以上(一般滑动丝杠为20～40%)。(2)成对螺母预紧后,可消除反向间隙,传动精度较高。(3)有较高的传动刚度。 在数控机床的进给系统中,广泛采用了滚珠丝杠副。 1.滚珠丝杠副的结构 图1是在中、小型数控铣床上采用的一种滚珠丝杠副结构示意图。 滚珠在丝杠和螺母间的闭合回路中循环,使丝杠、螺母间基本是滚动摩擦,这是滚珠丝杠的主要特点。 图1中每一螺母上有三圈滚珠,每一圈滚珠通过螺母上的反向器构成闭合内循环回路。 改变螺母上外齿和螺母座上内齿圈的相对位置,就可以消除传动间隙,并形成…     

滚珠丝杠副滚珠在滚道中接触角的选择和测量

滚珠丝杠副,主要是通过滚珠(钢球)将丝杠的旋转运动变成螺母的直线运动。在运动过程中,滚珠在滚道中所处的位置对丝杠副的性能影响很大,该位置是用滚珠接触角来表示的。所谓滚珠接触角就是在螺纹滚道的法向截面内,过滚珠与滚道接触点所作的公法线与丝杠轴线的垂线间的夹角(如图1所示)。一、螺纹滚道形状与接触角的选择 1.螺纹滚道形状图1所示是四种螺纹滚道法向截面形状。从加工来看,直角形和梯形滚道最为简单,但是滚道与滚珠相接触的工作表面曲率相差很大,所以,丝杠副在轴向载荷作用下,会产生很高的接触应力,这就限制了它的应用范围。这两种滚道只是在承受外载不大和刚度要求不高时才可以应用。目前应用最广的是单圆弧和双圆弧滚道。双圆弧滚道由三级圆弧组成。在一定范围内,这种结构型式     

滚珠丝杠螺母副热态特性建模方法

以某外循环滚珠丝杠螺母副为研究对象,对其热态特性及其建模方法进行研究。在分析滚珠丝杠进给系统的热源和边界条件的基础上,建立了丝杠稳态温度分布的数学模型,并通过软件编程求解得到丝杠温度场和滚道的存在对丝杠稳态温度的影响;建立了考虑滚道影响的滚珠丝杠进给系统有限元分析模型,获得了滚珠丝杠进给系统稳态和瞬态热特性分析结果;最后通过滚珠丝杠螺母副热特性试验,获得了滚珠丝杠进给系统关键点的温度及其变化情况。研究结果表明：所建立的滚珠丝杠螺母副热特性分析数学模型可以较准确地获得滚珠丝杠的温度场,忽略滚道会使滚珠丝杠螺母副的温度场仿真结果产生15%～20%的误差。     

用CA6140改造数控锥管螺纹车床

在CA6140床身导轨后面的水平面内，设置与床身导轨(Z向)倾斜的仿形导轨，斜度为1：32，在仿形导轨上移动的滑块与横向运动导轨(中拖板)刚性联接。这样，车削螺纹时，螺纹传动链中的丝杠螺母使床鞍、横向运动导轨即刀架、车刀纵向移动。横向运动导轨通过连接板带动滑块沿仿形导轨斜向运动，滑块的斜向运动反过来又使横向运动导轨横向移动．实现锥管螺纹车削，横向进给传动链最短。为避免普通滑动丝杠副的自锁带来的运动干涉，保留CA6140原有性能，将横向进给丝杠副更换为内循环滚珠丝杠副(保持丝杠的导程为5mm)，并在滚珠螺母的后面安装可调半螺母(与滚珠丝杠配车的滑动摩擦内螺纹)。车削锥管螺纹时，松开半螺母的紧固螺钉，半螺母与滚珠丝杠为间隙配合，无自锁作用，滚珠丝杠副的螺母带动丝杠转动；拆去仿形连接板，旋紧半螺母调整螺钉，半螺母与滚珠丝杠构成滑动摩擦螺纹副，形成自锁机构(见图1)。CA6140又恢复原有的功能。     

微型滚珠丝杠副螺母滚道的磨削加工

随着我国机械工业的不断发展,用户对滚珠丝杠副的种类及规格提出了更多、更高的需求,其中,微型滚珠丝杠副得到了较快的应用。近年来,国内外一些厂家纷纷向我厂订购微型滚珠丝杠副,但由于微型滚珠丝杠副的加工有其特殊性,加工难度很大,特别是微型滚珠螺母的滚道。本文对其磨削加工方法作概要介绍。     

滚珠丝杠螺母内滚道位置度的测量

针对目前加工滚珠丝杠螺母时,回珠器孔与螺旋槽的相对位置无法现场检测的问题,提出了将直接测量转变为间接测量地方法,设计了一种新型的滚珠丝杠螺母内滚道位置度测量方法,构建了一套滚珠丝杠螺母内滚道位置度测量系统。利用该方法对滚珠丝杠螺母内滚道进行了位置度测量,并与理论值进行了比较。结果表明,该方法具有较高的测量精度及可靠性。研究结果可为回珠器与螺母内滚道的加工位置精度的测量奠定基础。     

双螺母定位预紧滚珠丝杠副轴向接触刚度分析

提出一种新的滚珠丝杠副刚度分析方法,建立螺母所受轴向力与滚道正压力之间的关系,分析滚道接触点处的法向变形与螺母相对于丝杠的轴向位移之间的关系。综合考虑滚珠、螺母和丝杠滚道的几何参数,将接触角、公称半径以及螺旋升角作为未知量,建立滚珠丝杠副接触角模型。在此基础上,根据Hertzian接触理论建立了滚珠丝杠副的轴向刚度模型,该模型综合考虑了接触角的变化与滚道正压力之间的耦合关系。根据所建立的刚度模型分别研究了单螺母滚珠丝杠副和双螺母定位预紧滚珠丝杠副的刚度特性。研究结果表明,对于几何参数相同的滚珠丝杠副,在外加轴向力较小时双螺母预紧滚珠丝杠副的刚度明显大于单螺母滚珠丝杠副,随着外加轴向力的增大它们的刚度值逐渐趋近,最后达到相同;双螺母定位预紧滚珠丝杠副的预紧力越大,初始刚度值越大。     

一种通用可调式弯管夹具

我所分厂是专门生产滚珠丝杠的厂家。随着滚珠丝杠副的广泛应用,用户对我们又提出了更多更新的要求。为此,我们设计了一种可调式弯管夹具,以适应于外循环滚珠丝杠副上插管的成型加工,通过我们的反复使用,效果很好。这种夹具具有使用方便,结构简单,调整简易,加工质量稳定,制造费用低等优点。不仅适宜于单件小批量生产,而且更适用于大批量生产,生产率高,不需要专用设备,在简单的虎钳上就可以完成插管的成形加工。其结构原理如附图。成形后的插管外形为U字形。调整时,先松开支紧螺钉3以及镶铁13上的压紧     

端块式滚珠丝杠副振动特性分析

为了分析高速下滚珠丝杠副的振动特性,以端块式滚珠丝杠副为研究对象,考虑螺母移动下的动态特性,建立了滚珠丝杠副的振动模型。首先基于可考虑螺母滚道与丝杠滚道接触界面润滑作用的刚度和阻尼矩阵,建立了柔性滚珠丝杠副的混合模型;其次在滚珠丝杠振动与噪声测试实验台上对振动数据进行了采集与分析;最后利用振动模型并结合实验,分析了不同转速和螺母位置的改变对其振动的影响。分析结果表明,螺母在整个振动系统中扮演着移动支撑的角色,螺母的移动对滚珠丝杠副的振动特性有显著影响。     

利用工具铣床加工滚珠螺母返向孔

我厂在研制滚珠丝杠副的初期,从产品的结构设计到工艺的编制,都考虑了加工的可行性和工艺的合理性,在满足产品加工要求的前提下,尽量降低成本。一般情况下,滚珠丝杠副螺母的返向孔要求孔对螺母中心线的对称度不大于0.03mm,各孔相对于内螺纹必须在一条螺旋线上。通常该孔要在数控铣床或加工中心机床上加工,加上成本较高,     

经济型数控车床加工滚珠丝杠螺母反向器孔

在多孔位回转体零件上,孔与孔之间往往既有角位置要求,又有轴向位置要求。如图1,为我厂加工的滚珠丝杠螺母,要求6个反向器孔在360度圆周内均布,同时要求在轴向上等间距分布。对该类加工,我们选择了在经济型数控车床上加装了一套辅具,使反向器孔的加工全过程分度、直进,切削进给实现了加工自动化。     

丝杠-螺母预紧力对机床进给系统热特性的影响分析

滚珠丝杠作为机床进给系统最主要的定位、传动部件,其热变形直接影响着机床的加工精度。为了减小丝杠-螺母副预紧力对机床进给系统热特性的影响,以某高速五轴联动龙门加工中心的X向进给系统为研究对象,充分、合理地模拟实际工况,运用有限元分析软件对比分析丝杠-螺母副在不同预紧力情况下滚珠丝杠进给系统的温升以及变形情况,为机床滚珠丝杠设计阶段预紧力的选取提供理论指导。结果表明:丝杠-螺母副预紧力的变化对丝杠本身的温升影响不大,但对电动机端轴承的发热有较大影响。对于高速机床,选取5%或者8%的预紧力最佳。     

滚珠丝杠副轴向静刚度的分析

较高的滚珠丝杠副轴向静刚度是保证滚珠丝杠副很好的定位精度和速度适应能力的关键。考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度的影响,在模型简化的基础上分析推导了螺母组件轴向静刚度的简化计算公式。通过实例,将考虑径向变形影响的计算结果与传统滚珠丝杠副简化计算结果及实验测试结果作对比,证明不考虑螺母承载区域径向变形对螺母组件轴向静刚度影响的滚珠丝杠副轴向静刚度计算是不全面的。研究结果为滚珠丝杠副的准确分析和优化设计打好了基础。     

巨型滚珠丝杠的制造

滚珠丝杠作为一种高效率、高精度、高刚度的传动功能部件,其应用范围遍及各个行业。目前,我国已有滚珠丝杠制造厂十余家,可以制造5m以内各种内、外循环系列、精度达C、D级(JB3162.2-82)的滚珠丝杠,但对于重型机械及专用设备需要的,长度大于5m的巨型滚珠丝杠,由于没有相应长度的丝杠磨床,还不能制造。制造巨型滚珠丝杠,应采用整体磨削工艺,不可以象制造梯形螺纹丝杠那样,采用分段制作,最后联结的方法。因为梯形螺纹丝杠副在运转时,螺母与丝杠之间的接触是面接触,对联接处不受影响,而滚珠丝杠副则不同,螺母与丝杠之间,通常有2～4列钢     

双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触静刚度灵敏度与可靠性分析

滚珠丝杠副接触静刚度可靠性分析中存在许多不确定参数,对其不确定性建模、可靠性分析和分析参数的变化对刚度的影响等具有重要工程意义。传统的评估滚珠丝杠副静刚度可靠性时,通常假定结构参数和材料性能参数等为随机变量,但是工程实际中往往由于数据信息缺乏,很多情况难以给出分布参数的精确值。因此,将双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副有关的结构参数的误差或不确定性利用区间模型来描述,基于赫兹接触理论,建立双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触弹性变形区间模型,提出双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触变形灵敏度分析区间方法,并依据滚珠丝杠副接触静刚度失效准则,建立起双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副轴向接触静刚度非概率可靠性模型。通过工程实例计算,评估了其接触刚度的可靠性,分析了各结构参数及载荷的变化时滚珠丝杠副轴向接触变形的灵敏度,说明了该方法的合理性和有效性。     

精密步进滚珠丝杠副的研制

本文主要阐述精密步进滚珠丝杠副的工作原理、结构设计、制造工艺及精度检验.本文阐述的步进滚珠丝杠副已应用于北京质子加速器的束流测量系统中.步距为055mm;步距精度为0.01mm;步进速度为6mm/s.该滚珠丝杠副是双螺母外循环方式的,循环组数为1组2.5圈.丝杠直径为20.5mm;导程为5mm;滚珠直径为3,175mm;定位精度为4.7μm;复位精度为2.0μm.