機床滾珠絲桿安裝方法的改進

徐孝鋒

摘 要：數控機床的進給體系是由伺服電動機經過聯軸器與滾珠絲杠直接相連，然后由滾珠絲杠螺母副驅動工作臺運動。滾珠絲桿由螺桿、螺母和滾珠組成，它的功能是將旋轉運動轉化成直線運動，它是滾珠螺絲的進一步延伸和發展，將軸承從滾動動作變成滑動動作，或將扭矩轉換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點，被廣泛應用于各種工業設備和精密儀器。由于CJK6140數控機床與其他型號機床的滾珠絲桿的安裝有一些不同點以及作者在安裝中的一些體會，所以文章將敘述下該數控機床的滾珠絲桿的安裝。

關鍵詞：滾珠絲桿；消除間隙；安裝；處理

作者在金華湯溪齒輪機床有限公司實踐了一段時間。在工作中，質檢員在檢驗數控機床的精度時，常測量出工件的尺寸不達標，產生這類原因大部分是發生在拖板在運行時的反向誤差較大等問題上，導致拖板有一瞬間的停頓，從而影響了被加工零件的精度；還有一些情況是在數控機床運行過程中，測量絲桿跳動過大。關于這類問題的原因，常常與安裝滾珠絲桿時出現了間隙或者滾珠絲桿出現了磨損的情況下發生的，因為滾珠絲桿沒有安裝到位或者在安裝過程中被敲毛，那軸向竄動或者跳動就會過大。現在談談作者在安裝型號為CJK6140數控機床的滾珠絲桿的過程中的一些體會。

滾珠絲桿的結構大部分人都知道，傳統分為內循環結構和外循環結構兩種，也是最常用的結構。滾珠絲桿是用來將旋轉運動轉化為直線運動，或將直線運動轉化為旋轉運動的執行元件，具有傳動效率高，定位準確等。

在數控機床上主要有兩根絲桿來作傳動作用。一根通常叫做小絲桿，主要是控制刀架下面的小拖板的傳動，即數控機床上的徑向傳動（X軸）；另一根通常叫做大絲桿，主要是控制大拖板的傳動，即數控機床上的軸向傳動（Z軸）。大小絲桿的安裝方法大致相同，下面談點本人安裝小絲桿時的體會。

1 CJK6140滾珠絲桿的安裝

在數控車床的裝配過程中，滾珠絲桿影響精度的主要體現在安裝方法不可取或者安裝錯誤以及沒有安裝到位等。比如大拖板軸承孔較深或者較淺，前面工序的工件精度不合格或者滾珠絲桿本身的問題。

1.1 滾珠絲桿一般采用的方法

對于滾珠絲桿的安裝，為了保證軸向剛度高，機床性能好，我們一般采用“雙推-雙推式”的方法。這種方法適用高剛度、高傳動、高精度的絲桿傳動系統。

“雙推-雙推式”的方法很簡單，就是在聯接電動機軸套的一端安裝上止推軸承，在另一端，安裝上深溝球組合軸承。

我們在安裝大部分數控機床時，通常先把止推軸承用特制的軸套慢慢敲擊進絲桿，敲擊到軸承與絲桿配合區域的頂端。安裝好止推軸承后，把絲桿放入大拖板內，再來安裝另一端的深溝球組合軸承。安裝深溝球組合軸承時，首先放入組合墊片，再按深溝球組合軸承的組合，按順序把深溝球組合軸承敲擊進至絲桿軸上，直到組合墊片觸碰到大拖板絲桿孔底部為止。兩端軸承都安裝好后，在把滾珠絲桿連同軸承一同敲擊進大拖板上的定位孔內。

安裝CJK6140的數控機床的滾珠絲桿，首先要把滾珠絲桿放進大拖板內，然后用木頭或者鋁塊墊在電動機軸套端的絲桿軸以及大拖板間，選擇木頭或者鋁塊是為了不讓絲桿軸起毛刺。安裝時，首先要安裝深溝球組合軸承，止推軸承要連同滾珠絲桿一同安裝到位，這樣才能保證同軸度以及不會敲歪軸承，保證絲桿的精度。

1.2 安裝軸承時的注意事項

（1）控制力度要適中。因為軸承和滾珠絲桿間是過渡配合，所以敲擊的力度要適中。（2）在同一直線敲擊軸承。為了保證同軸度，要盡量在同一直線上敲擊軸承。（3）軸承與滾珠絲桿軸盡量同心，這樣容易安裝，而且不容易損壞絲桿或者敲壞軸承。前面的安裝完成后，下一步就要檢測滾珠絲桿的精度，以便達到滾珠絲桿的安裝精度，而這一步工序簡單來說，就是消除間隙。

2 滾珠絲桿的間隙消除

滾珠絲桿出現間隙的原因有很多，比如滾珠絲桿的本身間隙過大，軸承孔過深，孔蓋頂不到軸承，反向誤差過大。

安裝好滾珠絲桿后，調整滾珠絲桿的間隙分兩種，第一種是滾珠絲桿本身的調整，第二種則是整根滾珠絲桿的位移調整。首先介紹滾珠絲桿的本身的調整，調整的方法有雙螺母螺紋預緊調整法和雙螺母齒差預緊調整法。

2.1 滾珠絲桿的本身調整

（1）雙螺母螺紋調隙。利用兩個鎖緊和固定螺母調整預緊力的結

構。兩個工作螺母以平鍵與外套相聯，其中右邊的一個螺母外伸部分有螺紋，即帶凸緣絲桿螺母。當兩個鎖緊和固定螺母轉動時，正是由于平鍵限制了工作螺母的轉動，才使得帶外螺紋的工作螺母能相對于鎖緊螺母軸向運動。間隙調整好后，用固定螺母固定住鎖緊螺母使滾珠絲桿的間隙處于最小值。這種方法的預緊比較可靠，調整起來比較方便，但是這種方法的缺點就是不容易控制精度，比較難調整到理想的合格精度。有些滾珠絲桿會出現鎖緊和固定螺母固定住滾珠絲桿后，滾珠絲桿的精度沒有達到精度要求，但是誤差相差不大。這種情況就需要使用雙螺母齒差預緊調整法。（2）雙螺母齒差預緊調整法。在兩個工作螺母的凸緣上分別切出齒數為Z1、Z2的齒輪，且Z1、Z2相差一個齒，兩個齒輪分別與兩端相應的內齒圈相嚙合，內齒圈緊固在螺母座上。設其中的一個螺母Z1轉過一個齒時，絲桿的軸向移動量為S1，則有S1=T/Z1如果兩個齒輪同方向各轉過一個齒，則絲桿的軸向位移為△S=S1-S2=T/Z1-T/Z2=T/Z1Z2例如螺母Z1=99，螺母Z2=100時，△S≈1μm。這類方法適合精度調隙，調整精度比較高，屬于微調方法。

這兩種方法在廠里安裝滾珠絲桿時常常用到，個人感覺比較容易操作，首先使用雙螺母螺紋調隙法調到大致位置，再使用雙螺母齒差預緊調整法微調，一般情況下，滾珠絲桿都能調到合格精度。

2.2 整根滾珠絲桿的位移調整

調整整根滾珠絲桿的位移不是很常見，因為大拖板的孔深尺寸合格的話，這種情況一般不會出現，但不排除這種現象，因為廠家為了節省成本或者趕工，很少會讓大拖板這種大件報廢。如果需要調整整根滾珠絲桿的位移，就要從軸承的間隙方面入手。如果要讓整根絲桿反向運行時沒有誤差，就要使軸承頂到大拖板定位孔的孔底，因為安裝時已經安裝進了深溝球組合軸承，所以加厚里面的軸承墊片的方法是不可行了，只有把整個深溝球組合軸承頂到定位孔底部，從而帶動整個滾珠絲桿，滾珠絲桿才不會出現反向位移間隙過大的情況，作者覺得以下兩種方法比較簡便。

（1）第一種方法是在深溝球組合軸承與孔蓋上伸入孔中的一端之

間加入墊片，把深溝球組合軸承頂入孔底，以達到減小間隙。這種方法有一個缺點，就是孔不能太深，因為孔蓋的尺寸是固定的。（2）第二種方法是在第一種方法達不到要求情況下使用，因為在孔蓋中，還有一個滾珠絲桿軸套，這個滾珠絲桿套起到的是固定作用，這個起到固定作用的滾珠絲桿套也可以作為“墊片”的作用。作為固定元件也可以調整整根絲桿的間隙，如果定位孔太深，那么可以使用多加一個滾珠絲桿軸套，再按照調整滾珠絲桿本身的那兩類調整法去調整間隙。這種方法雖然調整快捷方便，但是機床在多次操作不當導致撞車后或者使用年久后，很容易失去精度。

滾珠絲桿是整臺機床的重要安裝環節，如果安裝不合格，那就要將拖板上的所有零部件都拆卸掉重新裝備。上述方法在個人安裝滾珠絲桿過程中，感覺方法比較簡便，試車后如果精度不合格也容易調整，減少了不必要的返工，不但提高了滾珠絲桿的安裝精度，同時也提高了滾珠絲桿的安裝效率以及精度調整的效率。

文章主要是簡述了如何安裝滾珠絲桿以及如何消除間隙的問題，保證滾珠絲桿的精度，提高整臺數控機床的質量。所提及的方法不一定是最好的，也許還有很多更好的方法等待我去探索實踐。力爭在今后的工作和不斷學習中，更進一步提高自己的業務能力和水平。

參考文獻

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