滾珠絲杠由螺桿、螺母、滾珠和回珠器組成,主要功能是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動。在精密設(shè)備尤其是數(shù)控設(shè)備上廣泛使用,由控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號控制伺服電機的旋轉(zhuǎn),再由精密滾珠絲杠將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成工作臺的直線運動,從而實現(xiàn)工件的加工軌跡控制。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。
　　一、故障現(xiàn)象

　　某數(shù)控設(shè)備有限公司在數(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,但在試車后或使用一段時間后出現(xiàn)精密滾珠絲杠的軸向跳動嚴(yán)重超差,影響了機床的加工精度,設(shè)備返修率為43%,給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失和聲譽損失。

　　二、故障原因分析

　　1.精密滾珠絲杠精度達不到要求

　　滾珠絲杠在入庫時已進行了精度檢驗,可排除本身的質(zhì)量問題。但細(xì)長軸類零件(機床絲桿等)在保管時應(yīng)該采用垂直放置,以免受重力變形影響精度。該滾珠絲杠采專用包裝箱垂直放置,在裝配后的靜態(tài)檢查合格,因此可以排除此項。

　　2.裝配不當(dāng)損壞了絲杠的精度

　　通過了解,裝配工人對精密滾珠絲杠組件熟悉的,裝配時也是格外小心,完全按裝配工藝進行的,因此也排除了這種可能。

　　3.機床行程超程,工作臺發(fā)生碰撞,導(dǎo)致精度損壞

　　操作機床時發(fā)生超程,容易導(dǎo)致機床碰撞而引起的。但經(jīng)了解機床的行程限位開關(guān)沒有問題,用戶也沒有這方面的意見反饋。

　　4.檢測方法不正確,導(dǎo)致精度超差

　　檢驗員采用千分表配合磁力表座,以工作臺直線導(dǎo)軌滑座為檢測基準(zhǔn)進行檢測,檢測方法及檢測基準(zhǔn)也符合要求。

　　5.裝配工藝不正確,造成裝配誤差

　　原裝配步驟是:先裝好直線導(dǎo)軌,以直線導(dǎo)軌的滑座為基準(zhǔn)校正絲杠,再以絲杠兩端支承座安裝孔配作固定螺紋孔。用螺釘固定絲杠后,用磁力表座將千分表固定在直線導(dǎo)軌滑座上,測量絲杠、側(cè)母線和絲杠徑向跳動量,保證絲杠的平行度及跳動量在要求范圍內(nèi)。重新配作支承座定位錐銷,裝好錐銷后再復(fù)檢一次。裝配各步驟采用的處理方法基本正確,檢測基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)也相符,檢測量具精度也能滿足要求,被測要素也正確。整個裝配過程沒有問題,但通過在現(xiàn)場觀察,發(fā)現(xiàn)裝配工藝中仍存在以下問題:

　　(1)使用手電鉆鉸孔時,由于鉸削余量較大,振動較厲害,雙手控制不穩(wěn),鉸刀擺動過大,造成錐孔鉸削后上大下小,錐度不是要求的1∶50。用涂色法進行檢查,發(fā)現(xiàn)錐銷與錐孔的接觸部位不正確,位置靠近小頭一端,不能保證良好的接觸精度,受到交變應(yīng)力與振動時容易松動,從而導(dǎo)致定位精度下降。

　　(2)機鉸后沒有留精鉸余量,也沒有進行手工精鉸。圓錐銷的配合都是依靠配合面的過盈產(chǎn)生摩擦力來定位的。由于機鉸后表面粗糙使實際過盈量減少,造成摩擦力不夠,自鎖性能下降,當(dāng)受到交變應(yīng)力與振動時容易松脫,從而導(dǎo)致定位精度下降。

　　(3)鉸孔時孔徑控制不嚴(yán),鉸削過程中沒用錐銷試配,裝配時用銅棒輕輕敲入即可。由于不能保證足夠的過盈量,裝配后的摩擦力過小;受負(fù)荷及振動時易造成錐銷松動,失去定位作用,導(dǎo)致工作臺運動精度差。

　　(4)在鉆孔鉸孔等過程中,沒有進行防塵處理。雖然絲杠副帶有防塵圈,但鑄鐵粉塵非常細(xì)小,且極易粘附在絲杠表面。如有少量進入絲杠副傳動面,粉塵的研磨作用會加劇絲杠副的磨損,導(dǎo)致絲杠精度下降,降低使用壽命。

　　三、故障處理辦法

　　1.使用機鉸粗鉸后必須留出精鉸余量,再手工精鉸

　　這個方法可以糾正機鉸后的錐度誤差,降低孔壁的表面粗糙度值,提高配合面的接觸精度,保證足夠的摩擦力矩。

　　2.在鉸孔時應(yīng)及時用錐銷試配

　　目的是方便控制鉸孔孔徑。當(dāng)錐銷能用手插入銷長的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。

　　3.做好絲杠表面的防塵處理

　　在鉆孔、鉸孔及攻螺紋過程中,應(yīng)作好絲杠表面的防塵處理。用清潔的布包裹住絲杠的外露部分,防止粉塵進入絲杠副傳動面,以延長精密元件的使用壽命,提高裝配精度。