滚珠丝杠预紧力及其平衡油缸支撑力对双柱立车加工精度的影响研究

刘银锋 黄 颖杨长青 姜 辉焦建华张 宇王 款

(①齐齐哈尔工程学院机电工程系，黑龙江 齐齐哈尔 161005；②齐重数控装备股份有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161005)

双柱立车刀架通常采用滚珠丝杠结构实现滑枕在竖直方向的移动，为提高滚珠丝杠使用寿命通常采用平衡油缸结构来减小滚珠丝杠的轴向力。一般情况下，滚珠丝杠预紧力及其平衡油缸作用力对滑枕刚度可以忽略，但是当工件对精度有较高要求，且切削工况滑枕伸出较长时，这种影响就不能忽略。我院校办工厂齐三机床有限公司DVT500双柱立车，机床各项检验参数均完全合格，在加工缸筒内圆时，滑枕需伸出2 000 mm，多次试切精度指标均超差，无法找到原因。排除安装调试等可能性因素后，经过分析，初步认定滑枕自身存在变形现象，为验证此观点，对此刀架进行了有限元分析计算。

1 分析模型建立及其前处理

该刀架滑枕长度5 100 mm，滑枕滑座(上下滑块间)包容长度2 000 mm,滑枕竖直方向行程2 000 mm，滑枕方截面280 mm×280 mm。如图1所示，滑枕在滑座中心通过导轨联结上下移动，在滚珠丝杠预紧力及平衡油缸支撑力共同作用下，随着滑枕位置的变化，滑枕受力状态在相应变化，导轨块夹持位置是滑枕的支撑点。为模拟滑枕受力状态，建立刀架的有限元分析模型，将滑枕、回转滑座及其平衡油缸支架、滚珠丝杠支架装配在一起，固定滑座与横梁接触面、滑枕包容面按图纸做出，将平衡油缸支撑力加载在平衡油缸支架上，将滚珠丝杠预紧力加载在两个滚珠丝杠支架上(见图2)。……