影响精密丝杆螺距误差的因素有两大方面,即机床传动比及母丝杆螺距。因此,我们分析精密螺距误差,首先就要分析这两方面的因素对精密丝杆螺距误差的具体影响。但在加工的精密丝杆时,被加工的丝杆精度已很高,如再要求母丝杆精度提高1-2级,对母丝杆的单个螺距误差来讲,往往比较困难。这时,母丝杆可采用同级精度,但需要严格控制其螺距积累误差。
精车精密丝杆螺纹时,如机床交换齿轮的传动比是近似值,则主轴转一转,母丝杆的实际转数就不是理想的转数,刀具也不能准确地在轴线方向移动一个累距。这种由于近似付动比而引起的加工误差属于原理误差或方法误差。
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丝杆毛坯热处理工序精密级及普通级两类丝杆由于材料的不同,其毛坯的热处理方式也就不同。毛坯热处理是预备性热处理,它要求:1、能消除毛坯制造带来的内应力;2、能控制硬度以适应机械加工的切削性能。在机械加工中,切削硬度一般应在HV150-250(HB140-248)范围内。若硬度过高,会加剧刀具磨损;硬度太低,切屑不易断开,会造成所谓粘刀现象。
通常含碳量0.25-0.5%的中碳钢,宜用正火;含碳量在0.5-0.8%的亚共析钢及共析钢,宜用退火;而对于含碳量在0.8-1.2%的过共析钢,由于其原始组织中常有粗片珠光体及网状渗碳体存在,硬度较高,故对这类材料的预备性热处理 ,就要采用一道球化退火的热处理工序。
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丝杆的校直工序为了防止丝杆的弯曲变形 ,工艺上同时采用校直及热处理二种方法。但有一些5-6级的精密丝杆,它们一 般只安排热处理而不安排校直工序,这是因为校直和热处理对内应力讲,本来是矛盾的。不论正火、退火还是高、低温时效,它们都有一个共同目的,即是要消除内应力以减少变形。而校直则不然,从内应力来讲,它不但没有消除它们,反而会引入由于校直本身而产生的内应力,这对 精度要求高的丝杆讲是很不利的。
因为,在毛坯或零件内有了内应力,它就有力求恢复到一个完全没有内应力的倾向,这种倾向会促使丝杆在使用过程中 ,即使不受外力作用,也要因内应力逐渐消失(虽然是很慢的)而变形,影响到丝杆精度的保持性。所以,对直径较大的精密丝杆,尤其是丝杆,目前还都不允许校直,而采用所谓切两端重打中心孔多次时效,把工序划分得更细的办法来解决变形问题。
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滑动精密丝杆与滚动精密丝杆优缺点对比滑动精密丝杆螺纹的摩擦力比较大,其进给灵敏性,传动效率比滚动精密丝杆或静压精密丝杆螺纹低,润滑条件也不好,双向移动时还需要采用消除间隙的措施。所以当机床精度要求高,特别是微量进给精度要求高的时候,一般不采用滑动精密丝杆,而采用滚动精密丝杆或静压精密丝杆。滚动精密丝杆又可分为滚珠和滚柱丝杆两种。用得普遍的是滚珠精密丝杆,它是由丝杠和螺母之间装入连续多粒等直径的滚珠所组成的。
滚珠精密丝杆的传动精度和轴向刚度都比较高,螺纹升角大于2度时,传动效率可达90~98%。所以数控机床的进给机构一般都采用它,滚珠精密丝杆螺纹牙形状和普通精密丝杆螺纹牙形不同,它采用了各式滚道。它们的截面形状,有直线形,单圆弧及双圆弧形等三种,用得广的是双圆弧形,因为双圆弧形滚道接触刚度比较好,摩擦小,还有较大的承载能力,传动精度也比较高。缺点是制造工艺比较复杂。
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