数控电火花机床滚珠丝母的改造

王延年

（哈尔滨轴承集团公司 工模装制造分公司，黑龙江 哈尔滨 150036)

1 前言

数控机床能够在现代企业中得以广泛应用，主要在于其加工精度高，能加工复杂零件。在加工过程中滚珠丝杠副起很大作用，在机床使用过程中，有时出现滚珠丝母已经损坏，丝杠还完好的现象，数控机床因此不能正常使用，要想配置上滚珠丝母是比较困难的，因为机床厂家不供应丝母，只能成套购买滚珠丝杠丝母副，成本很高，并且丝杠会浪费，且买回的滚珠丝杠丝母副不一定和原机床安装位置完全吻合，需要定制，如何给滚珠丝杠配上丝母，成了一个有相当难度的问题。

我厂有一台DM7130数控电火花机床，滚珠丝母碎了，不能正常使用，影响了正常生产，去厂家采购，厂家没有，为恢复机床使用，根据日常工作经验，并经过反复研究，用以下方法对滚珠丝母进行了改造，并已取得了成功。

2 改进前滚珠丝杠丝母副的结构

改进前滚珠丝杠丝母副的结构见图1，其工作原理为丝杠转动，滚珠在丝母滚道中循环滚动，由丝母带动机床拖板运动，来完成各种程序指令。

图1 改进前滚珠丝杠丝母副的结构

3 滚珠丝母的改造设计

3.1 整体设计

首先测量出丝杠的螺距、滚珠直径，根据这些设计出一种类似的保持器，再测量出丝母与机床相联的有关尺寸，然后设计出丝母的外形，使之能很好地与机床结合，这样组装起来就能基本保证滚珠丝杠副的正常使用了。其基本形式如图2 。

图2 滚珠丝母装配图

3.2 保持架设计

图3 保持架立体图

保持架采用45号钢，40-42HRC，其保持架上的滚珠孔按丝杠螺距（既螺旋升角）排列，在圆周上可采用四等分或六等分均布，用座标镗床加工，在装夹时找正，先在同一面加工一排孔，再旋转90°按螺旋角计算出位移加工出这个面的孔，其它孔同法加工，保证其螺距准确和孔的尺寸差，外径和内径采用磨加工方法，保证其与丝杠和外套的间隙，前端用螺钉与丝母外套联接，后端用螺母锁紧，保证传动时没有间隙。此螺母采用了圆周四等分形式，具体形式如图3、图4。

图4 保持架零件图

3.3 丝母外套的设计

丝母外套设计采用GCr15，保证其硬度60-63HRC，使其耐磨，并按机床往复联接设计出其外形尺寸，保证同心度和垂直度，使在与机床联接时能很好保证传动自如平稳，往复能够减小间隙，机床能够很好地工作，实现完好联接，其形式如图5 。

图5 丝母外套零件图

3.4 锁紧螺母的设计

由于丝母所处空间，设计时采用了在能够保证强度要求情况下尽可能缩小零件各部尺寸，为此螺母采用材料为45号钢淬火，42-45HRC，在能保证其强度情况下，螺母采用细牙螺纹，其结构如图6 。

图6 锁紧螺母零件图

按以上各图加工完零件后，就可以组装了。为使滚珠丝杠副达到机床性能要求 ，其丝母外套按丝杠选配钢球后尺寸配磨，保证既无间隙又能传动灵活，使之达到机床设计要求。

在选取钢球时要保证尺寸统一，并与滚珠丝杠的半径相吻合，然后给出丝母外套所需实际内径尺寸，只有这样才能装配出合格的滚珠丝杠丝母副。

滚珠丝杠丝母工作时，滚珠在其保持架中自转，相当于轴承，由保持架带动机床往复运动，传动精度取决于保持架，与原来的丝母滚珠在轨道中往复循环有所不同，避免了因滚珠磨损尺寸减小而引起滚珠堆积等不利因素，用此丝母副代替原丝母还是可行的。

4 结束语

虽然这种丝母和厂家原配的有所差别，但其在使用中与其原装丝母相比，精度相当，适合有一定制造能力的机械加工企业制造加工，克服了没有滚珠丝母而造成的机床无法修复、浪费资源现象。我厂改装后的DM7130电火花机床已使用5年，其精度还是相当好的，满足了机床设计要求，保证了加工零件的精度，并且维修方便，节约了资金，保证了生产进度的顺利完成。这种改装方法可应用在多种机床的滚珠丝杠丝母，为机床维修提供了一种简单实用，加工方便的一种思路。