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维修丝杆的过程和步骤

2014-5-6

来源:未知

点击数: 4951 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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