dmn600三轴丝杆装配与检测工艺分析
日期： 2016年3月20日 【摘要】数控加工中心是由机械设备与数控系统组成的适用于加工复杂零件的自动化机床。数控加工中心是现在世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一。加工中心的轴向移动主要依靠的是丝杆，所以丝杆的精度等同于其机床基本精度；同时工件在加工时，丝杆的精度好坏将影响到数控车床的加工精度，也同时影响到丝杆的使用寿命。所以我今天分析的主要是丝杆的正确安装、影响丝杆安装精度的因素、如何解决丝杆安装完成后的精度不足问题。
目录
引言 1
一、丝杆简介、原理及特点 2
（一）丝杆简介 2
（二）丝杆原理及特点 2
二、丝杆安装 2
（一）中座校正 2
（二）马达座与尾座校正 4
（三）马达座与尾座分中 7
（四）丝杆安装 8
三、丝杆精度 12
（一）丝杆安装注意事项及精度要求 12
（二）丝杆安装精度要求及调试 12
（三）影响丝杆精度的因素 13
（四）丝杆与连接项之间分析 13
（五）如何避免外在因素对丝杆精度的影响 13
（六）如何将外在变量因素变成对丝杆精度的补偿 13
五、丝杆的精度检测与补偿 14
（一）丝杆安装完成后的检测与补偿 14
（二）丝杆安装完成后精度不足分析 16
（三）丝杆整机精度不足的解决方案 16
（四）丝杆整机精度球杆仪测试与伺服优化 17
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
作为精密制造工程系数维13C1的学生，我实习的工作与机械是息息相关的。在校两年学习了充足的理论知识，在企业中学习机械组装知识，慢慢的将所学组装工艺与在校学习的理论相结合。尤其在丝杆这一工艺步骤有了充足的实践经验。所以我将丝杆的工艺拿出来单独的分析。
在珈玛自动化科技有限公司里我接触的是滚珠丝杆，其安装工艺也不是相当完善的，我所分析的是丝杆在安装过程中精度问题。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
生产中并没有严格的划分步骤，也没有标准的工艺文件，而且在丝杆精度解决方法上也没有系统的归纳和总结。本文中主要介绍了丝杆安装时各各部件的精度要求、安装的工艺步骤、安装完成的精度检测以及检测出精度不合格的解决办法。将丝杆安装的精度要求、各种问题通通罗列出来，研究其易发生问题的机械点，多加改善。为正确的丝杆安装做出一个合理的依据；也为解决问题的时候提供一些方法。
一、丝杆简介、原理及特点
（一）丝杆简介
1．数控机床的主要由五大件和三小件组成。五大件分别是底座、鞍座、立柱、机头和工作台。这五个主要部分就组成了数控车床的裸机部分，他们的运动是靠线轨和丝杆的连接。底座主要负责的是X轴线轨、鞍座是Y轴线轨和立柱是Z轴线轨。机头则是加工中心主轴安装的地方，而动作台则是负责加工工件的。三小件则是马达座、马尾座和中座。马达座和马尾座是相辅相成的，他们主要是负责将线轨安装在工件上，让其与伺服电机想连接。而中座负责丝杆和五大件之间的连接。
我实习期间安装使用的都是滚珠丝杆，滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动的产品。滚珠丝杆由螺杆、螺母、钢球、等组成。它的功能是将伺服电机的旋转运动转化成五大部件的轴向运动，就是将轴承从滚动动作转换成线轨滑块的滑动动作。减少了很大一部分的摩擦阻力，滚珠丝杆是精密仪器上最常使用的传动元件，所以滚珠丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
（二）丝杆原理及特点
1．丝杆原理
滚珠丝杆是用来将伺服电机的旋转运动转化为五大部件的直线运动；同时具有定位精度高，传动效率高，可逆性等特点。当滚珠丝杠作为主要运动体时，次要运动体被动工件可以通过中座和丝杆螺母连接，中座螺母就会随丝杆的转动角度按照对应的要求转化成直线运动，从而实现三轴轴向对应的直线运动。
2．丝杆特点
1、高精度的保证
滚珠丝杆是一般都是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研磨铣削、组装、检查等工序；工厂特定的加工环境的控制，还有完善的质量管理体制，使得滚珠丝杆的精度得到了充分保障。
2、微进给
滚珠丝杆由于是使用滚珠运动,所以启动力矩很小,不会出现滑动运动的爬行现象,能保证实现准确的微进给。
3、无侧隙、刚性高
滚珠丝杆能够加予压,因为予压力可使轴向间隙达到负值,所以会得到较高的刚性。
4、高速进给
滚珠丝杆由于运动效率高、摩擦系数小、所以可实现三轴轴向的高速进给(运动)。
二、丝杆安装
（一）中座校正
将中座清理干净，螺丝孔清牙。选取中座测试棒与大理石治具。将带有基准边的滑块面搽拭干净，把大理石治具放置在滑块面上，贴紧垂直基准边放置，并且用斜楔螺丝锁好，不可使用太大的力，将大理石简单的固定住就好。将中座测试棒安装到中座上，用螺丝锁好。锁的力为标准的一半，如果研点看不到点的话则用标准力锁好。安装测试棒时须向上轻轻抬起，再锁紧螺丝，尽量保证同心。如图21大理石与中座测试棒安装好。
图21安装好大理石与中座测试棒
使用圆治具架千分表，检测中座测试棒两端的平面度；使用L型（直角）治具检测中座两端的平行度。如图22检测测试棒平面、平行度
a 检测测试棒两端平面度
b 检测测试棒两端平行度
图22检测测试棒平面平行度
根据检测数据，先判断要铲哪里！然后将中座测试棒拆卸下来。用研点治具涂上蓝丹研点。查看中座安装面点的分布情况，然后用胶带脱印下来保存，注明好其位置。注意中座法兰面研点还需在Y轴丝杆安装好以后，在丝杆螺母法兰面上涂上蓝丹，将丝杆螺母用较小力锁紧，再次进行研点，且研点位置在马达座或尾座端进行，此时对研好的点再次进行铲花。用铲刮刀铲刮中座面，使之两端的平面度和平行度达到合格的精度。精度合格的同时也要保证铲刮点的均匀。平行、平面精度要求为≤0.006mm。将测试棒安装螺丝拆卸把测试棒旋转180°装上再测平面度。如图23所示铲刮中座。
图23铲刮中座
精度合格之后，使用高度尺测量高低（中座中心孔到滑块面的距离）；使用大卡尺测量左右（中座中心孔到基准边的距离），记录数据。如图34所示测量高低左右距离
a 测量左右距离 b 测量高低距离
图24所示测量高低左右距离
目录
引言 1
一、丝杆简介、原理及特点 2
（一）丝杆简介 2
（二）丝杆原理及特点 2
二、丝杆安装 2
（一）中座校正 2
（二）马达座与尾座校正 4
（三）马达座与尾座分中 7
（四）丝杆安装 8
三、丝杆精度 12
（一）丝杆安装注意事项及精度要求 12
（二）丝杆安装精度要求及调试 12
（三）影响丝杆精度的因素 13
（四）丝杆与连接项之间分析 13
（五）如何避免外在因素对丝杆精度的影响 13
（六）如何将外在变量因素变成对丝杆精度的补偿 13
五、丝杆的精度检测与补偿 14
（一）丝杆安装完成后的检测与补偿 14
（二）丝杆安装完成后精度不足分析 16
（三）丝杆整机精度不足的解决方案 16
（四）丝杆整机精度球杆仪测试与伺服优化 17
总结 19
参考文献 20
谢辞 21
引言
作为精密制造工程系数维13C1的学生，我实习的工作与机械是息息相关的。在校两年学习了充足的理论知识，在企业中学习机械组装知识，慢慢的将所学组装工艺与在校学习的理论相结合。尤其在丝杆这一工艺步骤有了充足的实践经验。所以我将丝杆的工艺拿出来单独的分析。
在珈玛自动化科技有限公司里我接触的是滚珠丝杆，其安装工艺也不是相当完善的，我所分析的是丝杆在安装过程中精度问题。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
生产中并没有严格的划分步骤，也没有标准的工艺文件，而且在丝杆精度解决方法上也没有系统的归纳和总结。本文中主要介绍了丝杆安装时各各部件的精度要求、安装的工艺步骤、安装完成的精度检测以及检测出精度不合格的解决办法。将丝杆安装的精度要求、各种问题通通罗列出来，研究其易发生问题的机械点，多加改善。为正确的丝杆安装做出一个合理的依据；也为解决问题的时候提供一些方法。
一、丝杆简介、原理及特点
（一）丝杆简介
1．数控机床的主要由五大件和三小件组成。五大件分别是底座、鞍座、立柱、机头和工作台。这五个主要部分就组成了数控车床的裸机部分，他们的运动是靠线轨和丝杆的连接。底座主要负责的是X轴线轨、鞍座是Y轴线轨和立柱是Z轴线轨。机头则是加工中心主轴安装的地方，而动作台则是负责加工工件的。三小件则是马达座、马尾座和中座。马达座和马尾座是相辅相成的，他们主要是负责将线轨安装在工件上，让其与伺服电机想连接。而中座负责丝杆和五大件之间的连接。
我实习期间安装使用的都是滚珠丝杆，滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动的产品。滚珠丝杆由螺杆、螺母、钢球、等组成。它的功能是将伺服电机的旋转运动转化成五大部件的轴向运动，就是将轴承从滚动动作转换成线轨滑块的滑动动作。减少了很大一部分的摩擦阻力，滚珠丝杆是精密仪器上最常使用的传动元件，所以滚珠丝杆被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。
（二）丝杆原理及特点
1．丝杆原理
滚珠丝杆是用来将伺服电机的旋转运动转化为五大部件的直线运动；同时具有定位精度高，传动效率高，可逆性等特点。当滚珠丝杠作为主要运动体时，次要运动体被动工件可以通过中座和丝杆螺母连接，中座螺母就会随丝杆的转动角度按照对应的要求转化成直线运动，从而实现三轴轴向对应的直线运动。
2．丝杆特点
1、高精度的保证
滚珠丝杆是一般都是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研磨铣削、组装、检查等工序；工厂特定的加工环境的控制，还有完善的质量管理体制，使得滚珠丝杆的精度得到了充分保障。
2、微进给
滚珠丝杆由于是使用滚珠运动,所以启动力矩很小,不会出现滑动运动的爬行现象,能保证实现准确的微进给。
3、无侧隙、刚性高
滚珠丝杆能够加予压,因为予压力可使轴向间隙达到负值,所以会得到较高的刚性。
4、高速进给
滚珠丝杆由于运动效率高、摩擦系数小、所以可实现三轴轴向的高速进给(运动)。
二、丝杆安装
（一）中座校正
将中座清理干净，螺丝孔清牙。选取中座测试棒与大理石治具。将带有基准边的滑块面搽拭干净，把大理石治具放置在滑块面上，贴紧垂直基准边放置，并且用斜楔螺丝锁好，不可使用太大的力，将大理石简单的固定住就好。将中座测试棒安装到中座上，用螺丝锁好。锁的力为标准的一半，如果研点看不到点的话则用标准力锁好。安装测试棒时须向上轻轻抬起，再锁紧螺丝，尽量保证同心。如图21大理石与中座测试棒安装好。
图21安装好大理石与中座测试棒
使用圆治具架千分表，检测中座测试棒两端的平面度；使用L型（直角）治具检测中座两端的平行度。如图22检测测试棒平面、平行度
a 检测测试棒两端平面度
b 检测测试棒两端平行度
图22检测测试棒平面平行度
根据检测数据，先判断要铲哪里！然后将中座测试棒拆卸下来。用研点治具涂上蓝丹研点。查看中座安装面点的分布情况，然后用胶带脱印下来保存，注明好其位置。注意中座法兰面研点还需在Y轴丝杆安装好以后，在丝杆螺母法兰面上涂上蓝丹，将丝杆螺母用较小力锁紧，再次进行研点，且研点位置在马达座或尾座端进行，此时对研好的点再次进行铲花。用铲刮刀铲刮中座面，使之两端的平面度和平行度达到合格的精度。精度合格的同时也要保证铲刮点的均匀。平行、平面精度要求为≤0.006mm。将测试棒安装螺丝拆卸把测试棒旋转180°装上再测平面度。如图23所示铲刮中座。
图23铲刮中座
精度合格之后，使用高度尺测量高低（中座中心孔到滑块面的距离）；使用大卡尺测量左右（中座中心孔到基准边的距离），记录数据。如图34所示测量高低左右距离
a 测量左右距离 b 测量高低距离
图24所示测量高低左右距离
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