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滚珠直线导轨副产品互换性技术(一)
来源:admin     发布时间:2019-04-23     阅读数:    
随着滚珠直线导轨副产品的广 泛应用,互换性产品市场需求量愈来愈大。滚珠直线导轨副互换性产品的关键精度、制造工艺技术优化研究及试验迫在眉睫。特以长930mm的LBA25滚珠直线导轨副为例,诠释互换性技术优化研究,以便为互换性产品的大批量生产积累经验。...

上海鼎汉精密机械有限公司主要产品品牌是:Rexroth(力士乐)、Hiwin(上银)、Shac(鼎翰)、THK直线导轨、丝杆。还有Renishaw(雷尼绍)机床测头对刀仪、三坐标配件、激光干涉仪以下是我们的新报道。

随着滚珠直线导轨副产品的广 泛应用,互换性产品市场需求量愈来愈大。滚珠直线导轨副互换性产品的关键精度、制造工艺技术优化研究及试验迫在眉睫。特以长930mm的LBA25滚珠直线导轨副为例,诠释互换性技术优化研究,以便为互换性产品的大批量生产积累经验。

一、关键精度

非互换性产品保证产品不同的预紧力为关键,常规做法是依据导轨、滑块不同的节距,装配时更换不同规值大小的钢球来实现。互换性产品精度分为P、H和N级,预紧力为V0~V2。

保证导轨、滑块互换是核心,一旦选定钢球规值,是不允许更换钢球直径大小的,故须严格控制导轨和滑块的节距、滚道两边等高以及偏差方向一致性。又因圆弧滚道截面形状与滚道接触点位置一致性对互换性产品预紧力影响极大,且导轨、滑块成形金刚滚轮制造精度非常重要,特将导轨、滑块金刚滚轮滚道轮廓关键精度与沟槽中心距公差均收紧至±0.002mm,且选进口金刚滚轮来保证。

二、导轨制造工艺

互换性导轨成品精度保证措施为:选进口意大利法力图CNC―6000高精度导轨磨床(见图1)、进口专用电永磁力夹具、滚轮滚道轮廓精度与沟槽中心距公差提高至±0.002mm的进口金刚石滚轮;用一套砂轮修整器完成左、右立式磨头上所安装的砂轮修整(见图2);关键工序用成形磨方法;机床具有三轴联动功能,在一次装夹中完成导轨A基准面、两侧面滚道成形磨。

1.进口电永磁力夹具  2.左立式磨头砂轮  3.LBA25导轨  4.卧式磨头砂轮  5.右立式磨头砂轮  6.导轨磨床工作台加工方法的优点为:首先,保证导轨两侧滚道工作面轮廓位置精度一致性;其次,保证导轨两侧滚道等高0.003mm超高的尺寸精度;再次,卧式磨头加工导轨安装基准面,使滚道对导轨安装底面的尺寸精度与位置精度得以保证;保证设计、工艺和测量基准相统一,减少装夹、定位误差,磨出高精度产品。


机床精度:左立式、右立式和卧式磨头进行成形磨时,滚道及各安装基准面一次磨成形,磨后尺寸精度可达到0.003mm;同一截面内同一尺寸一致性为0.003mm;各滚道的尺寸及位置公差为±0.005mm;表面粗糙度值Ra=0.4μm。通过优化导轨制造工艺,重要的是实现以导轨为基准的滑块互换,以满足用户更换滑块的要求。导轨优化前、后对比如图4所示。

三、滑块制造工艺

互换性滑块成品精度保证措施:选进口意大利高精度全闭环数控滑座磨床;进口专用电永磁力夹具,依次装夹14件工件;滚轮滚道轮廓精度与沟槽中心距公差提高至±0.002mm的进口金刚石滚轮;左、右砂轮修整器完成其磨头上安装的砂轮修整;基于左、右两端等高磨头,利用左、右磨头前、后相位之差,实现差动磨;关键工序用成形磨方法加工,实现一次装夹多件成形磨加工。加工方法的优点为:设计、工艺和测量基准相统一,减少装夹误差、定位误差,磨出高精度产品。

机床精度:左立式、右立式磨头进行成形磨时,滚道及各安装基准面一次磨成形,磨后尺寸精度可达到0.003mm;同一截面内同一尺寸一致性为0.003mm;各滚道的尺寸及位置公差为±0.005mm;表面粗糙度值Ra=0.4μm。不仅如此,还对滑块的加工工艺流程、毛坯、加工余量和尺寸精度进行了优化。

若采用热轧毛坯,则工序为:下料→正火→铣A、C面(见图5)→铣B、D面→刨标记槽→铣凹槽→粗磨A、C面→粗磨B、D面→精铣凹槽→精铣圆弧沟槽→铣顶面凹槽→刨台阶及斜面→锯断→渗碳→铣长度两面→铣圆弧面→倒外角→倒内角→半精磨A、C面→半精磨B面→钻两端面孔→钻安装孔→螺纹孔口倒角→攻螺纹→淬火→喷砂→磷化→精磨长度两面→精磨A、C面→精磨B、D面→成形磨圆弧沟槽→退磁、清洗→检测→作标记。共34道工序。

若采用冷拉毛坯,则工序为:下料→真空正火→渗碳→半精磨A、C面→半精磨B、D面→钻两端面孔→钻安装孔→螺纹孔口倒角→攻螺纹→淬火→喷砂→磷化→以铣代磨长度两面→精磨A、C面→精磨B、D面→成形磨圆弧沟槽→退磁、清洗→检测→作标记。共19道工序。

热轧毛坯余量大,加工部位多。用冷拉成形技术后,零件成形率高,加工部位、余量大大减少,金属利用率大幅提高。尤其是选用真空正火热处理技术,变形量大约为0.03~0.06mm,无氧化皮,为后序加工出高精度滑块奠定了坚实的基础。滑块毛坯优化前、后对比如图5所示。

用冷拉毛坯,加工工序减少15道,成本降低,生产周期缩短。重要的是实现了以滑块为基准的导轨互换,以满足用户更换导轨的要求。

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