臺灣上銀HIWIN直線(xiàn)導軌的安裝方法介紹
上銀直線(xiàn)導軌作為數控機床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈,其裝配形式和精度決定了數控機床的定位精度,也影響著(zhù)進(jìn)給軸插補運行的平穩性。
一、上銀直線(xiàn)導軌安裝形式及受力
控機床進(jìn)給軸常見(jiàn)的導軌支撐有如下幾種形式:
1、一端固定——一端自由
導軌一端固定,另一端自由。固定端軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力,這種支承方式用于行程小的短導軌或者用于全閉環(huán)的機床,因為這種結構的機械定位精度是最不可靠的,特別是對于長(cháng)徑比大的導軌(直線(xiàn)導軌相對細長(cháng)),熱變性是很明顯的,1.5m 長(cháng)的導軌在冷、熱的不同環(huán)境下變化0.05~0.10mm是很正常的。但是由于他的結構簡(jiǎn)單,安裝調試方便,許多高精度機床仍然采用這種結構,但是必須加裝光柵,采用全閉環(huán)反饋。
2、一端固定——另一端支承
上銀導軌一端固定,另一端支承。固定端同時(shí)承受軸向力和徑向力;支承端只承受徑向力,而且能作微量的軸向浮動(dòng),可以減少或避免因導軌自重而出現的彎曲,同時(shí)導軌熱變形可以自由的向一端伸長(cháng)。這種結構使用最廣泛,目前國內中小型數控車(chē)床、立式加工中心等均采用這種結構。
3、兩端固定
上銀導軌兩端均固定。固定端軸承都可以同時(shí)承受軸向力,這種支承方式,可以對上銀導軌施加適當的預緊力,提高導軌支承剛度可以部分補償導軌的熱變形。,
對于大型機床、重型機床以及高精度鏜銑床常采用此種方案。但是,這種導軌的調整比較繁瑣,如果兩端的預緊力過(guò)大,將會(huì )導致導軌最終的行程比設計行程要長(cháng),螺距也要比設計螺距大。如果兩端鎖母的預緊力不夠,會(huì )導致相反的結果,并容易引起機床震動(dòng),精度降低。所以,這類(lèi)導軌在拆裝時(shí)一定要按照原廠(chǎng)商說(shuō)明書(shū)調整,或借助儀器(雙頻激光測量?jì)x)調整。
二、上銀直線(xiàn)導軌軸承的排列與命名
首先我們了解典型的進(jìn)給軸傳動(dòng)鏈,最終支撐直線(xiàn)導軌的是近端支承軸承和遠端支承軸承,這兩組軸承通過(guò)相互的作用,將軸向力頂住,也就是導軌軸成巧妙地運用了“角接觸軸承”即可以承受徑向力,又可以承受軸向力的雙向受力特點(diǎn)。
當軸承內擋圈和外擋圈受到一組相反方向的作用力時(shí),軸承鋼珠承受著(zhù)一對互為相反的作用力,從靜力學(xué)的角度上看,當物體靜止時(shí),這一對作用力大小相等,方向相反。
作為機床導軌傳動(dòng),來(lái)自工作臺的軸向力是作用在軸承的內圈上,如果我們約束導軌不竄動(dòng),只要在軸承外圈上作用一個(gè)方向相反、大小相等的力即可,這樣軸向受力是平衡的。又由于內、外圈之間是滾動(dòng)摩擦,因而保證了導軌靈活的轉動(dòng)。
對于數控機床導軌傳動(dòng),需要根據不同的情況控制軸承的游隙(鋼珠與內外環(huán)之間的間隙),對于低速大轉矩的傳動(dòng),需要這一游隙是過(guò)盈的,即要使鋼珠在滾到內受擠壓變形,從配合角度講,間隙是負值。而對于高速小一點(diǎn)的負載,則需要游隙大一點(diǎn),預留出高速運行后鋼珠和內圈的熱膨脹系數。
上銀導軌的約束是通過(guò)近端軸承及遠端軸承的軸向和徑向約束來(lái)完成,不同安裝形式下的導軌受力情況以及直線(xiàn)導軌軸承安裝形式,對于今后日常維護,特別是傳動(dòng)鏈的精度調整有所幫助。
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