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维修丝杆的过程和步骤
2014-5-6
来源:未知
点击数:  1309        作者:未知

  • 由于学生在实习中误操作,一台CK6136H数控车床Z向滚珠丝杠螺母从丝杠中旋出,不能旋入,数控车床因此不能正常工作。本车床刚用两三年,并且多数为轻载荷运行,丝杠无明显磨损,并且丝杠生产厂家不单独对外销售,因此决定自己维修。  

    维修过程:
    一、拆开检查。本数控车床采用内循环滚珠丝杠螺母副,是双螺母消隙结构。此时外侧一个螺母的三个回珠器全被顶离位。将回珠器取出螺母,从其安装孔内相继将钢珠也全部取出,松开连接零件,拆下坏螺母(另一螺母未损坏,不拆)。发现丝杠、螺母的部分滚道、回珠器滚道被挤压变形,个别钢珠破裂,所以钢珠不能在滚道内正常滚动。  
    二、零件修整。各零件清洗后详细检查受伤情况。用锉刀,油石清理变形部位,特别是因挤压而高出原位的凸起部分:丝杠上严重变形的前两圈螺纹用车床车削成光滑外圆,使其直径小于或等于丝杠小径,锐边倒钝。螺母的内螺纹修理较麻烦,由于最外面一个滚道已经严重变形,很难修理所以放弃。另外两滚道受伤轻,用锉刀、油石作轻微修饰凸起部位,注意不破坏正常表面。回珠器也做如此处理,用钢珠检验能在槽内流畅滚动为宜。  
    三、试装螺母。回珠器、螺母再经清洗,检查无误后,将前者装入后者,注意深度、倾斜角度适当——回珠槽进出口与滚道接口在底部和两侧相切,方便滚珠工作时自由出入。且处在槽底的一排滚珠,不得高出内螺纹小径。然后在回珠器背面与螺母用AB胶粘牢。(如图1)
    四、旋和。螺母滚道与回珠器回珠槽道涂抹油脂,粘上钢珠,旋入即可。旋和中认头相当困难,稍微旋动,滚珠就乱了,或者第一个槽顺利拧入,第二槽就拧不进去。由此首先作出判断:第一槽合格。接着将第一槽钢珠全部卸下,钢珠只粘满第二槽,尝试旋和也可以拧入,感觉稍有些紧、生涩。决定两槽钢珠共同试拧,发现每次失败总是出现共同现象:钢珠总在回珠槽处位置错乱,不能流畅滚动,而其他位置的钢珠位置正常。螺母拧入丝杠前,对钢珠进行如图1所示的
    受力分析:
    此时对螺母滚道中最高处钢珠B做受力分析:G为重力,F1、F2分别为左、右钢珠的压力,F3为油脂的粘力,三者的合力,能够克服重力G,就能保持钢珠在槽内滚动不脱落。若钢珠B孤立,不与C、A接触,钢珠只受力F3和G,此时重力方向,与钢珠脱落方向相同,若不脱落,则其他情况皆不会脱落。
    图3中回珠器位于螺母最低处,对钢珠B进行受力分析:钢珠受到F1、F2二力,进入回珠器前,其合力若超过滚道油脂沾力和重力的合力,钢珠B将被顶出滚道,不会进入回珠器而造成混乱,使旋入工作失败。此时重力方向,与钢珠理想的运动方向——进入回珠槽的方向相同,若不能进入,则其他位置皆不能进入。  
    尝试在回珠槽入口前螺母滚道上减少两至三个钢珠后,竟顺利能拧进去了!
    经多次试验都能成功。就是将图2中的A、B位置空出,拧入过程中,在后面的钢珠到达回珠器入口前,螺母已经拧到丝杠上了,B位钢珠的上方有丝杠挤压,不会高出而乱道。  
    根据图2的受力分析,如果在丝杠入口处增加一个轴套,外圈直径略小于丝杠小径,内圈直径稍大于丝杠外光轴直径。旋入时,由轴套外圆柱面提供径向力,挤压B位钢珠,钢珠也不会高出而乱道。用此方法可将钢珠排满。轴套可由缠纸代替,缠纸方向同螺纹旋向,顺时针旋转为紧。直径稍大于轴套外径,利用纸的挤压变形弹力顶住位置钢珠。  
    五、研磨:丝杠未损伤处,三周均匀沾15-20个钢珠,作为研具。将全部取出钢珠的螺母清洗后,试验拧入,感觉稍紧。涂研磨剂(白刚玉W17-W7),研磨清洗试装,直至刚好无阻力拧入。  
    六、总装后检测。将各零部件重新装入数控车床,润滑部位涂满油脂,开始试车。徒手旋转丝杠,也没有明显阻力,Z轴正常运转,床案移动正常。用百分表检查间隙:齿杆压缩2-3毫米,手摇轮方式,倍率选择0.01档。正向移动一段距离,表针跟转即可,停止移动,表针调零。反向移动床案0.01,表针随着摆动0.01,说明双螺母消除间隙预紧工作成功,间隙符合要求。  
    功率切削:尝试几种参数状态下的切削状况:S300,F0.1,0.2,0.3,0.4;S800,F0.1,0.2,0.3;S2000,F0.1,0.2,切削深度ap=1,2, 床案移动时系统未报警,说明电机没有超负荷。判断能够正常切削,满足实践教学的要求。  
    维修完毕,立即交付使用,效果良好。
    注意事项:  
    1、在数控系统软限位辅助下,可避免此项事故发生:软限位位置:硬限位以内,零点以外5-10毫米。对于增量编码器,零点常“漂移” 的问题,可以用定期修改参数的方法来解决。  
    2、操作者注意力集中,在超程退位的时刻,方向一定要明确。  
    3、一旦螺母旋出后,严禁强力旋回,否则会加重损坏程度,使修复困难——本文就是一个实例,若损伤轻微,三个滚到均能够修复,结果最为理想。  
    4、滚珠丝杠螺纹的外侧圆柱直径d加以改进:d应接近并略小于滚珠螺纹 的小径d1,例如d=d1 0  -0.05。装配时方便螺母旋入,螺母旋出丝杠也不致损坏丝杠螺母副。

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