1、高性能机床的功能部件技术TECHNOLOGY高性能机床的功能部件高性能的主轴直线导轨直线电机滚珠丝杠等功能部件.可确保在 Haas机床上能不断地生产出高精度的零部件.文/乔治加佛?SteinmeyerGmbH 公司总裁从一开始,一台精密机床就需要安装有精密,耐用的主轴,而且应配有功能强大和操作灵活的控制器来控制复杂的程序.但是如何使主轴的运动或工件的运动达到如此高的精度和重复精度呢?显然,机床的底座应该非常结实和稳定,而另一个关键因素则是直线运动元件的选用,如导轨和滚珠丝杠的选用.直线导轨,顾名思义,其功能是控制 3 轴直线运动.而且,它们也应具备高负荷特性以及低摩擦性能,从而使其在高速运动状
2、态下,不发生粘滞打滑现象,这一优点是硬轨无法取代的.几十年前,机床采用滑动导轨导向,由丝杠进行传动.这种元件的摩擦力相对较高(根据不同的螺距,不同的润滑特点和不同的螺纹外形,丝杠的效率约为60%).通过丝杠 ,将旋转运动转化为直线运动,而丝杠则通过联轴节与直流电机(在这之前,采用直流步进电机)相连接,给机床的主轴提供传动力.控制器将程序指令转换成相应的三坐标运动或多轴运动.由于那时候的速度和精度相当低(一般快速横向运动为 100200in/min,要求重复精度为 0.00lin,1in=0.0254m,下同),因此那类摩擦系数较高的元件还可接受.技术TECHNOLOGY率.较高的节距(例如:1
3、0mm,15mm 和 20mm)现在使用较普遍,因为速度的要求提高了,而且电机,放大器和编码器技术更先进了.对于 Haas 的大型龙门机床而言,其丝杠采用了极大的螺距(40mm 和 50mm),因此速度甚至可以达到更高.因为与 VMC 或 HMC 机床相比,其负荷要轻得多,没有必要利用较小螺距的机械优越性.为了不断地生产高精度零件,机床需要有很高的重复定位精度.这就是说机床必须采用刚性很好的,可随意操作的元件.在循环运行的导轨中,消除随意性相对比较容易:只要选用精密的滚珠(或滚柱)就可以达到所需刚性.然而,在加强刚性的同时,很高的预负荷反来 j而会影响其疲劳寿命.因此,许多往机床制造商都选用中
4、等预负荷,这的 j样将较高的刚性与一定的可接受就 9使用寿命结合在一起.构 1采用滚珠丝杠后,结构情况少,就变得较为复杂一些.50 多年径:前,当滚珠丝杠最初问世的时是候,增加组装件预负荷和消除任不 6何误操作的常用方法是采用两个不滚珠螺母,相对连接安装,也就采是采用传统式的双螺母结构配置.其效果同带有与负荷双轴承的)座中的负载通道相类似.后来,形通过对螺母螺纹稍作偏移而采用用单件设计形式也达到了同样的效两果.在这两种情况下,我们都获度 i得了所谓两点接触的效果,这就它 fI是任何双螺母结构的特点.另一导车方面,带有预载的单个螺母采用滑.过量尺寸的滚珠,使丝杠和螺母消螺纹之间达到 4 点接触,以消除好自误操作.随着滚珠螺母技术的发向展,带有预载的单个螺母使用越接 f
