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螺纹加工的工艺系统尺寸链及运动链

在机械加工中分析工序误差,往往会涉及到两个很重要的概念:1、工艺系统尺寸链;2、工艺系统运动链。丝杆精车螺纹工序的误差分析,就会涉及到这两项重要概念的实际应用。工艺系统尺寸链是指在机床--刀具--工件这一工艺系统中,以被加工尺寸为封闭环的尺寸封闭系统。因此,工艺上对精密丝杆或很长的丝杆都要避免这一项传动链的调整误差。

前面,我们说明了精车螺纹时影响丝杆螺距精度的两种因素。但是分析丝杆螺距误差,不能就到此为止。因为组成工艺系统运动链的各个环节,即机床、刀具及工件各组成部分的零件,它们都不是理想元件。它们都会有一定的制造及安装误差。而且,由这些环节所组成的几何关系在切削过程中,也不是一个静态不变的关系,它们还受到切削力、切削热、切削运动及振动等动态因素的影响。

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丝杆的螺距和导程的概念

微型精密丝杆的螺距和导程不是同一个概念,伺服减速电机往复丝杆,但是两者相互之间存在一定的关系。丝杆螺距就是相邻两条螺纹之间的距离。而丝杆导程是指,丝杆或螺母旋转一周,螺母在丝杆上面移动的距离。导程=螺距*头数螺距。很多人会把螺距和导程的概念相互混淆。

如果想要知道螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离,有两种方法;一是可以把螺纹按在纸上留下痕迹,再用刻度尺测量,然后除以牙数所得到的商,便是此螺纹的螺距;另一种方法是可以直接用螺纹轨来测量。

标准螺纹单位有公制和英制之分,因此就算都是M10的螺纹,往复丝杆定做,它们的螺距也不会相同。那么精密丝杠螺距怎么确定呢?我们可以量10个丝杠的螺距,再除以10,得出螺距的值,这样是为了减小测量误差。还有另一种方法就是可以转动10个螺距测量距离除10。

机床调整时,传动比是由各齿轮副的齿数所决定的,往复丝杆采购,这只反映传动速比的理想值。没有反映传动速比的瞬间关系。尽管传动齿轮的齿数之比没有原理误差;但由于齿轮制作误差及安装时偏心等的影响,其瞬时传动速比并不一定,而是一个围绕理想传动速比周期性变化的变量。显然,这就会破坏工艺系统运动链中工件与刀具的相对位置,而给被加工丝杆螺距带来附加的周期性误差。

关于提高运动链中各元件的加工精度问题,并非总是可行的。因为在螺纹加工机床中,传动元件比较多,采用这一办法,往复丝杆加工,就会使各元件精度提高到难以达到的程度。因此,在提高传动精度方面,我们常常看到另一种叫做误差补偿的办法。

其一利用校正尺已补偿母丝杆螺距误差。不难理解,若母丝杆螺距有了误差,他就会使刀具进给行程产生或大或小的变化。这是,只要校正尺能使母丝杆上的螺母产生一个或正或反的附加运动,就可以补偿误差已保证及极高被加工丝杆的螺距精度。

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