¿Cómo instalar el par de husillos de bolas de máquinas herramienta CNC?
Para conseguir una mayor rigidez de transmisión en el sistema de avance de las máquinas herramienta CNC, además de reforzar la rigidez de la propia tuerca del husillo de bolas, también es importante la correcta instalación del husillo de bolas y la rigidez estructural de su soporte. factores que no se pueden ignorar. El asiento de la tuerca y el asiento del soporte deben tener suficiente rigidez y precisión. Normalmente, el área de contacto con las piezas combinadas de la máquina herramienta se aumenta adecuadamente para mejorar la rigidez local y la resistencia de contacto del asiento de la tuerca. Cuando las condiciones del proceso lo permiten, las máquinas herramienta de nuevo diseño a menudo integran el asiento de la tuerca o el asiento de soporte con el cuerpo de la máquina herramienta para. aumentar la rigidez.
Para mejorar la rigidez axial del soporte, también es muy importante seleccionar los rodamientos adecuados. Actualmente existen dos métodos combinados utilizados principalmente en China. Una es utilizar una combinación de rodamientos radiales y rodamientos cónicos. Aunque su estructura es simple, su rigidez axial es insuficiente. La otra es utilizar un cojinete de empuje o un cojinete de empuje radial y un cojinete radial en combinación. Se mejora la rigidez axial, pero se incrementa la resistencia a la fricción y la generación de calor del cojinete y se aumenta el tamaño estructural del soporte del cojinete. En los últimos años, los fabricantes de rodamientos nacionales y extranjeros han producido un rodamiento especial para husillos de bolas. Se trata de un rodamiento de bolas de empuje radial especial que puede soportar una gran fuerza axial. En comparación con los rodamientos de bolas de empuje radiales ordinarios, el ángulo de contacto aumenta a 60. . , aumentando el número de bolas y reduciendo correspondientemente el diámetro de las bolas. La rigidez axial de esta nueva estructura de rodamientos es más de 2 veces mayor que la de los rodamientos ordinarios y es extremadamente conveniente de usar. Los productos se venden en pares y el grosor de los anillos interior y exterior se ha seleccionado al mismo tiempo. Durante el montaje, solo se necesitan tuercas y tapas de extremo. Presione firmemente el aro interior y el aro exterior para obtener la precarga ajustada en fábrica.
El par de husillos de bolas es un componente mecánico compuesto por bolas, tornillos, tuercas, etc. Es un producto ideal que convierte directamente el movimiento giratorio en movimiento lineal o convierte el movimiento lineal en movimiento giratorio. a los tornillos tradicionales. El mayor desarrollo de la barra. Los husillos de bolas se utilizan ampliamente en equipos industriales, instrumentos de precisión, máquinas herramienta CNC de precisión y otros equipos mecánicos debido a sus excelentes características de fricción. Como actuador de accionamiento directo de máquinas herramienta, el par de husillos de bolas ha promovido en gran medida el desarrollo del CNC en la industria de las máquinas herramienta.
El par de husillos de bolas se utiliza principalmente para realizar la alimentación y el posicionamiento preciso de las partes móviles de la máquina herramienta CNC. La precisión del par de husillos de bolas afectará directamente la precisión de posicionamiento de cada eje de coordenadas de la máquina. Máquina herramienta CNC. La selección general del par de husillos de bolas debe basarse en la carga y la precisión de posicionamiento de la máquina herramienta. Una instalación correcta es un requisito previo para un mantenimiento eficaz. Por lo tanto, al instalar el par de tuercas de husillo de bolas en la máquina herramienta, debe prestar atención a los siguientes puntos:
① El eje del tornillo debe ser paralelo al eje del riel guía correspondiente, y el Los asientos de los cojinetes y las tuercas en ambos extremos de la máquina herramienta deben estar alineados en tres direcciones.
②Al instalar la tuerca, trate de estar lo más cerca posible del rodamiento de soporte.
③Al instalar el rodamiento de soporte, trate de estar lo más cerca posible de la ubicación de instalación de la tuerca.
④Al instalar el tornillo de bolas en la máquina herramienta, no retire la tuerca del tornillo.
Si es necesario retirarlo utilizar una funda auxiliar, de lo contrario las bolas podrían caerse al descargar. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos al descargar la tuerca:
① El diámetro exterior del manguito auxiliar debe ser 0,1-0,2 mm más pequeño que el diámetro inferior del tornillo.
②El manguito auxiliar debe estar cerca del hombro de la rosca del tornillo durante su uso.
③Al desmontar, no utilice fuerza excesiva para evitar dañar la tuerca.
④ Evite impactos y excentricidades al instalar en el orificio de montaje.
Las principales razones de los errores de precisión en las máquinas herramienta CNC durante el proceso de alimentación son la precisión del propio carril guía y la rigidez del sistema de alimentación. Estos pueden resolverse mediante el diseño y procesamiento del producto. En cuanto al par de husillos de bolas, aunque los cambios de desplazamiento causados por el aumento de temperatura se tienen en cuenta en el diseño y la selección, el valor de avance se preestablece en un valor negativo y se procesa con precisión para lograr una mayor precisión, el par de husillos de bolas no cambiará durante uso de la máquina herramienta el aumento de temperatura está estrechamente relacionado con la velocidad de rotación del par de tornillos y los cambios de temperatura del entorno circundante. Es decir, el aumento de temperatura no es un valor fijo. El tornillo producirá una deformación térmica incierta. la temperatura aumenta y no puede cumplir con los requisitos de posicionamiento de alta precisión, lo que afecta la precisión de avance de la máquina herramienta.
Por lo tanto, se debe considerar el método de instalación de preestiramiento al instalar el tornillo. Al preestirar el husillo de bolas a un valor fijo, el avance alcanza el valor ideal. Al mismo tiempo, se genera una cierta tensión de tracción dentro del husillo. de modo que durante el uso de la máquina herramienta, la tensión térmica causada por el aumento de temperatura del tornillo compensará la tensión de tracción causada por el preestiramiento, y el tornillo no producirá alargamiento térmico. Como resultado, el par de husillos de bolas tiene un buen mantenimiento de la precisión dentro de un cierto rango de aumento de temperatura.
Los métodos de instalación del par de husillos de bolas generalmente incluyen lo siguiente.
(1) Modo doble empuje - libre, un extremo del tornillo queda fijo y el otro extremo queda libre. El cojinete del extremo fijo soporta tanto fuerza axial como fuerza radial. Este método de soporte se utiliza para tornillos de avance cortos con carreras pequeñas.
(2) Doble empuje - método de soporte, un extremo del tornillo se fija y el otro extremo se apoya. El cojinete del extremo fijo soporta tanto fuerza axial como fuerza radial; el cojinete del extremo de soporte solo soporta fuerza radial y puede realizar una ligera cantidad de flotación axial, lo que puede evitar o reducir la flexión del tornillo debido a su propio peso. Al mismo tiempo, el tornillo puede extenderse libremente hasta un extremo debido a la deformación térmica.
(3) Doble empuje: método de doble empuje, ambos extremos del tornillo quedan fijos. El rodamiento de extremo fijo puede soportar tanto la fuerza axial como la fuerza radial al mismo tiempo. Este método de soporte puede aplicar una fuerza de pretensión adecuada al tornillo, mejorar la rigidez del soporte del tornillo y compensar parcialmente la deformación térmica del tornillo.
(4) Adopte un método de transmisión en el que el tornillo esté fijo y la tuerca gire. En este momento, la tuerca gira mientras se mueve axialmente a lo largo del tornillo fijo: debido a que el tornillo no se mueve, se puede evitar. verse afectado por la velocidad crítica La restricción evita varios problemas que ocurren cuando el husillo de bolas delgado funciona a alta velocidad. La tuerca tiene una pequeña inercia, un movimiento flexible y una alta velocidad de rotación alcanzable. Este método puede aplicar una gran fuerza de pretensión al tornillo, mejorar la rigidez de soporte del tornillo y compensar la deformación térmica del tornillo.
Métodos de instalación comúnmente utilizados de pares de husillos de bolas para máquinas herramienta:
Los métodos de instalación comúnmente utilizados de pares de husillos de bolas generalmente incluyen lo siguiente: método de doble empuje sin soporte; Doble empuje - método de doble empuje.
El centro de mecanizado horizontal a gran escala es un equipo de procesamiento mecatrónico eficiente con alto rendimiento, alta rigidez y alta precisión. Es un equipo de procesamiento ideal para procesar varias piezas de cajas de transmisión de alta precisión y otros moldes grandes. Sus tres direcciones de coordenadas utilizan servomotores para accionar tornillos rodantes, y las tres direcciones de coordenadas, a saber, X, Y y Z, tienen carreras de trabajo más grandes. Debido a las características estructurales del par de husillos de bolas, la instalación de los pares de husillos de bolas en tres direcciones en la máquina principal se vuelve particularmente crítica.
Existen desventajas al utilizar el método antiguo para instalar el par de husillos de bolas:
1 De acuerdo con el método de proceso tradicional, el par de husillos de bolas se instala utilizando un mandril y un posicionamiento. manguito para soportar los rodamientos en ambos extremos. El método consiste en conectar la base y la base del tornillo intermedio para realizar la corrección, y utilizar un indicador de cuadrante para alinear el eje del mandril y el riel guía de la máquina herramienta en paralelo para que el mandril se mueva libremente. y enérgicamente. Este método de instalación es más conveniente de aplicar en pequeñas máquinas herramienta CNC y centros de mecanizado con trazos pequeños en tres direcciones de coordenadas. Debido a que hay espacios coincidentes entre el mandril y el manguito de posicionamiento, el manguito de posicionamiento y los orificios del cojinete soportados en ambos extremos, y el orificio del asiento de la tuerca en el medio, el error de coaxialidad entre el orificio del cojinete de soporte y el orificio del asiento de la tuerca después La instalación suele ser grande, lo que resulta en aumentos del devanado del tornillo, aumentos de la carga de compensación radial, lo que provoca una serie de consecuencias graves, como un aumento en la temperatura de cada eslabón del sistema de eje del tornillo, un aumento en la deformación térmica y un aumento en par de transmisión, lo que provoca sobrecarga y sobrecalentamiento del servomotor y alarma del servosistema, afectando el funcionamiento normal de la máquina herramienta. Además, la diferencia real entre los orificios del cojinete en ambos extremos y el orificio del asiento de la tuerca central no se puede medir con precisión, lo que afecta a ajustes más precisos. Para máquinas herramienta CNC y centros de mecanizado con carreras grandes en las tres direcciones de coordenadas, dado que los mandriles requeridos suelen ser más de 1500 mm, el procesamiento es difícil y es difícil garantizar la precisión. Por lo tanto, el método de alineación del mandril y el manguito de posicionamiento no puede. utilizarse para ajustar la instalación del husillo de bolas.
Al producir un determinado tipo de centro de mecanizado horizontal, debido a los grandes recorridos de tres coordenadas de la máquina herramienta, durante el proceso de instalación utilizando métodos de proceso tradicionales, debido a la coaxialidad de los orificios de los cojinetes en ambos extremos y El orificio del asiento de la tuerca del tornillo medio, exceder la tolerancia hará que las cargas radiales y compensadas del husillo de bolas aumenten, a menudo se producen sobrecarga del servomotor, sobrecalentamiento, alarmas del servosistema y otros fenómenos, lo que hace que la máquina herramienta no pueda funcionar de forma continua. Al mismo tiempo, afecta gravemente la vida útil y la precisión de la transmisión del par de husillos de bolas, lo que acorta el ciclo de mantenimiento de la máquina principal.
2. Utilice otros métodos de montaje, como utilizar una silla deslizante móvil para acortar la distancia entre el asiento de la tuerca del tornillo y el asiento del rodamiento, y alinee el asiento de la tuerca del tornillo y los asientos del rodamiento en ambos extremos por separado. Dado que se requieren dos secciones de alineación, junto con el espacio correspondiente entre la varilla de inspección y el manguito de inspección, el efecto de aplicación real no es ideal y también existen los problemas anteriores.
Primero, utilice un mandril especial integral para corregir el orificio del asiento de la tuerca del tornillo de modo que el paralelismo positivo y lateral con el riel guía de referencia esté dentro de 0,01/1000 después de fijar el asiento de la tuerca del tornillo, utilice una medición profesional; el accesorio realmente mide las distancias positivas y laterales entre el orificio del asiento de la tuerca y el riel guía de referencia; luego, también se utiliza una varilla de inspección especial integral para encontrar el paralelismo positivo y lateral entre el orificio del cojinete y el riel guía de referencia dentro de 0.01/1000; y se utiliza una medición especial. El dispositivo en realidad mide las distancias positivas y laterales entre el orificio del rodamiento y el riel guía de referencia. Se requiere que las distancias positivas y laterales entre el orificio de la tuerca y el riel guía de referencia sean consistentes, con una tolerancia de 0,01. ; fijar el asiento del rodamiento. Este método utiliza una varilla de inspección especial integral, que no solo es corta en longitud, sino que también combina el mandril y el manguito de posicionamiento en uno, eliminando el espacio coincidente entre el mandril y el manguito de posicionamiento, y asegurando de manera confiable que el orificio del cojinete, el tornillo orificio del asiento de la tuerca y el paralelismo del riel guía a través de la medición de la distancia real, la coaxialidad de los orificios de soporte del rodamiento en ambos extremos y el orificio del asiento de la tuerca también se garantiza de manera confiable, reduciendo así la carga de devanado y desplazamiento radial de la bola; par de tornillos, mejorando la precisión de instalación del par de tornillos.
Además, durante el proceso de instalación del husillo de bolas, el movimiento axial del husillo de bolas debe controlarse estrictamente. Este indicador técnico afectará directamente la precisión de la posición de transmisión del sistema de alimentación del soporte del husillo de bolas.
Según la verificación real in situ, se demuestra que: Primero, se debe ensamblar el rodamiento en el asiento del rodamiento donde está instalado el servomotor. Desempeña un papel importante en el proceso de transmisión de la bola. tornillo y controla el movimiento axial del tornillo de bolas. Contrólelo entre 0,015~0,02;
Luego, monte el rodamiento en el asiento del rodamiento en el otro extremo para controlar el movimiento axial dentro de 0,01. Esto puede garantizar eficazmente la rigidez y precisión del sistema de alimentación del husillo de bolas.
También es muy necesario el preestirado del eje del husillo de bolas.
Para mejorar la rigidez y precisión del sistema de alimentación del husillo de bolas, es muy eficaz preestirar el eje del husillo. Sin embargo, debido a las diferentes secciones transversales del eje del husillo, esto es así. Es difícil establecer con precisión el valor de aumento de temperatura, por lo que la fuerza de pretensión calculada de acuerdo con la literatura relevante solo se puede utilizar como cantidad de referencia.
En producción, el eje del tornillo con un valor objetivo en la dirección negativa a menudo se preestira para hacer que la curva de precisión de posicionamiento de la mesa de la máquina herramienta se acerque a la dirección horizontal.
En producción, el par sin carga de los husillos de bolas en las tres direcciones coordinadas de un gran centro de mecanizado ensamblado utilizando el nuevo método de proceso anterior se redujo significativamente, y la corriente sin carga también se redujo significativamente. reducido El servomotor El sistema servo funciona normalmente, no hay alarmas de servo en las tres direcciones de coordenadas y la máquina herramienta puede funcionar de forma continua durante más de 72 horas.
Los resultados anteriores demuestran plenamente que el nuevo método de proceso puede garantizar eficazmente la precisión de instalación del par de husillos de bolas. Además, este método no está limitado por el tamaño de carrera de la máquina herramienta. Cuanto mayor sea la carrera de la máquina herramienta, más se resaltarán sus ventajas, proporcionando un método efectivo y confiable para la instalación de pares de husillos de bolas en grandes máquinas herramienta CNC y centros de mecanizado.
Hay tres formas principales de ajustar la holgura del husillo de bolas:
1. Tipo de ajuste del espacio de la junta:
Por lo general, se utilizan tornillos para conectar los husillos de bolas. Conecte las bridas de las dos tuercas y agregue espaciadores entre las bridas. Ajuste el grosor de la junta para provocar el desplazamiento axial de la tuerca para eliminar espacios y generar fuerza de preapriete. Esta estructura se caracteriza por una estructura simple, buena confiabilidad, alta rigidez y fácil carga y descarga. Sin embargo, el ajuste lleva mucho tiempo y no se puede ajustar a voluntad durante el trabajo a menos que se reemplacen juntas con diferentes espesores.
2. Tipo de ajuste de espacio de rosca:
El extremo exterior de una tuerca tiene una brida y el extremo exterior de la otra tuerca no tiene brida pero está roscado, que se extiende fuera de la Manga por fuera y fijada con dos tuercas redondas. Cuando se gira la tuerca redonda, se puede eliminar el espacio y se genera la fuerza de preapriete. Después del ajuste, use otra tuerca redonda para bloquearla.
3. Tipo de ajuste de la diferencia de dientes:
Hay engranajes cilíndricos en las bridas de las dos tuercas. El número de dientes difiere en un diente y está instalado en la corona interna. , la corona interior se fija al manguito con tornillos o pasadores de posicionamiento. Al realizar el ajuste, primero retire las coronas dentadas internas en ambos extremos. Cuando las dos tuercas de bolas giran en la misma dirección con respecto al manguito y tienen el mismo número de dientes, una tuerca de bolas producirá un desplazamiento angular relativo con respecto a la otra tuerca de bolas. , de modo que la tuerca de bolas gire contra la espiral del husillo de bolas. Las pistas de rodadura se mueven entre sí para eliminar espacios y aplicar fuerza de precarga.