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維修絲桿的過程和步驟

2014-5-6

來源:未知

點擊數: 5407 作者:未知

由于學生在實習中誤操作，一臺CK6136H數控車床Z向滾珠絲杠螺母從絲杠中旋出，不能旋入，數控車床因此不能正常工作。本車床剛用兩三年，并且多數為輕載荷運行，絲杠無明顯磨損，并且絲杠生產廠家不單獨對外銷售，因此決定自己維修。

維修過程：
一、拆開檢查。本數控車床采用內循環滾珠絲杠螺母副，是雙螺母消隙結構。此時外側一個螺母的三個回珠器全被頂離位。將回珠器取出螺母，從其安裝孔內相繼將鋼珠也全部取出，松開連接零件，拆下壞螺母（另一螺母未損壞，不拆）。發現絲杠、螺母的部分滾道、回珠器滾道被擠壓變形，個別鋼珠破裂，所以鋼珠不能在滾道內正常滾動。
二、零件修整。各零件清洗后詳細檢查受傷情況。用銼刀，油石清理變形部位，特別是因擠壓而高出原位的凸起部分：絲杠上嚴重變形的前兩圈螺紋用車床車削成光滑外圓，使其直徑小于或等于絲杠小徑，銳邊倒鈍。螺母的內螺紋修理較麻煩，由于最外面一個滾道已經嚴重變形，很難修理所以放棄。另外兩滾道受傷輕，用銼刀、油石作輕微修飾凸起部位，注意不破壞正常表面。回珠器也做如此處理，用鋼珠檢驗能在槽內流暢滾動為宜。
三、試裝螺母。回珠器、螺母再經清洗，檢查無誤后，將前者裝入后者，注意深度、傾斜角度適當——回珠槽進出口與滾道接口在底部和兩側相切，方便滾珠工作時自由出入。且處在槽底的一排滾珠，不得高出內螺紋小徑。然后在回珠器背面與螺母用AB膠粘牢。（如圖1）
四、旋和。螺母滾道與回珠器回珠槽道涂抹油脂，粘上鋼珠，旋入即可。旋和中認頭相當困難，稍微旋動，滾珠就亂了，或者第一個槽順利擰入，第二槽就擰不進去。由此首先作出判斷：第一槽合格。接著將第一槽鋼珠全部卸下，鋼珠只粘滿第二槽，嘗試旋和也可以擰入，感覺稍有些緊、生澀。決定兩槽鋼珠共同試擰，發現每次失敗總是出現共同現象：鋼珠總在回珠槽處位置錯亂，不能流暢滾動，而其他位置的鋼珠位置正常。螺母擰入絲杠前，對鋼珠進行如圖1所示的
受力分析：
此時對螺母滾道中最高處鋼珠B做受力分析：G為重力，F1、F2分別為左、右鋼珠的壓力，F3為油脂的粘力，三者的合力，能夠克服重力G，就能保持鋼珠在槽內滾動不脫落。若鋼珠B孤立，不與C、A接觸，鋼珠只受力F3和G，此時重力方向，與鋼珠脫落方向相同，若不脫落，則其他情況皆不會脫落。
圖3中回珠器位于螺母最低處，對鋼珠B進行受力分析：鋼珠受到F1、F2二力，進入回珠器前,其合力若超過滾道油脂沾力和重力的合力，鋼珠B將被頂出滾道，不會進入回珠器而造成混亂，使旋入工作失敗。此時重力方向，與鋼珠理想的運動方向——進入回珠槽的方向相同，若不能進入，則其他位置皆不能進入。
嘗試在回珠槽入口前螺母滾道上減少兩至三個鋼珠后，竟順利能擰進去了！
經多次試驗都能成功。就是將圖2中的A、B位置空出，擰入過程中，在后面的鋼珠到達回珠器入口前，螺母已經擰到絲杠上了，B位鋼珠的上方有絲杠擠壓，不會高出而亂道。
根據圖2的受力分析，如果在絲杠入口處增加一個軸套，外圈直徑略小于絲杠小徑，內圈直徑稍大于絲杠外光軸直徑。旋入時，由軸套外圓柱面提供徑向力，擠壓B位鋼珠，鋼珠也不會高出而亂道。用此方法可將鋼珠排滿。軸套可由纏紙代替，纏紙方向同螺紋旋向，順時針旋轉為緊。直徑稍大于軸套外徑，利用紙的擠壓變形彈力頂住位置鋼珠。
五、研磨：絲杠未損傷處，三周均勻沾15-20個鋼珠，作為研具。將全部取出鋼珠的螺母清洗后，試驗擰入，感覺稍緊。涂研磨劑（白剛玉W17-W7），研磨清洗試裝，直至剛好無阻力擰入。
六、總裝后檢測。將各零部件重新裝入數控車床，潤滑部位涂滿油脂，開始試車。徒手旋轉絲杠，也沒有明顯阻力，Z軸正常運轉，床案移動正常。用百分表檢查間隙：齒桿壓縮2-3毫米，手搖輪方式，倍率選擇0.01檔。正向移動一段距離，表針跟轉即可，停止移動，表針調零。反向移動床案0.01，表針隨著擺動0.01，說明雙螺母消除間隙預緊工作成功，間隙符合要求。
功率切削：嘗試幾種參數狀態下的切削狀況：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, 床案移動時系統未報警，說明電機沒有超負荷。判斷能夠正常切削，滿足實踐教學的要求。
維修完畢，立即交付使用，效果良好。
注意事項：
1、在數控系統軟限位輔助下，可避免此項事故發生：軟限位位置：硬限位以內，零點以外5-10毫米。對于增量編碼器，零點常“漂移” 的問題，可以用定期修改參數的方法來解決。
2、操作者注意力集中，在超程退位的時刻，方向一定要明確。
3、一旦螺母旋出后，嚴禁強力旋回，否則會加重損壞程度，使修復困難——本文就是一個實例，若損傷輕微，三個滾到均能夠修復，結果最為理想。
4、滾珠絲杠螺紋的外側圓柱直徑d加以改進：d應接近并略小于滾珠螺紋的小徑d1，例如d=d1 0 -0.05。裝配時方便螺母旋入，螺母旋出絲杠也不致損壞絲杠螺母副。

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