考虑加工误差的滚珠丝杠参数映射建模研究.pdfVIP

学兔兔 第 1期 (总第 194期) 机 械 工 程 与 自动 化 No．1 2016年 2月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MAT10N Feb． 文章编号 ：1672—6413(2016)01—0004—03 考虑加工误差的滚珠丝杠参数映射建模研究米 宋义顺 ，姜洪奎 ，宋现春 ，李彦凤 ，张佐营 (1．山东建筑大学 机 电工程学院，山东 济南 250101；2．济南二机床集 团有限公司，山东 济南 250022) 摘要 ：建立具有加工误差的滚珠丝杠副参数化模型，对研究滚珠丝杠副的传动精度具有非常重要 的意义。首 先，分析得 出加工误差 中导程误差是影响传动精度 的最大 因素，然后介绍 了一种基于 Pro／E二次开发的参 数化设计方法 。通过 Pro／Engineer提供 的Pro／Program和Pro／ToolKit两种方法开发 了具有误差驱动 的滚珠 丝杠三维模型的快速设计方法 ，并介绍 了实现过程 、原理及关键技术。 关键词 ：滚珠丝杠副；加工误差 ；参数化 ；建模 中图分类号 ：TP391．7 文献标识码 ：A 0 引言 △T一 (R +R母一2r)sing ． (3) 近几年滚珠丝杠 副在 国内发展 比较迅速，得到了 其中：0为丝杠转动角 ；L为导程；r为滚珠半径 。 广泛 的应用。河南工业大学的薛东彬等利用 Pro／E 从 图1中可 以看 出，当丝杠转动到某个角度时螺 提供 的Program和零件族表功能实现滚珠丝杠副的 母移动的距离可 以用公式(1)来计算 。在式 (1)可知导 参数化设计口；中北大学 的刘君等开发了基于 Pro／E 程误差、滚珠半径、丝杠及螺母滚道半径对轴向精度有 面向刀具的参数化设计 ，实现了刀具的系列化设计 ； 直接影响，其中导程误差对其精度影响最大 。 南京理工大学的徐光远、陶卫军系统地介绍 了面 向企 业和客户的滚珠丝杠副快速设计平台口]。以上工作对 滚珠丝杠副、机床的设计开发具有借鉴和指导意义。 本文根据已有的加工误差对滚珠丝杠副性能影响的分 —1_卜 1■ 析结论 ，确定 了轴向误差的等效模型。在此基础上 ，建 立了包含加工误差的滚珠丝杠副三维模型参数化快速 设计平台，将实际测量的加工误差导入到快速设计平台 、 中来完成设计人员所需要的具有轴向误差的三维模型。 一 S 1 滚珠丝杠副参数化设计 图 1 滚珠丝杠副 的轴 向传递尺寸 1．1 滚珠丝杠副加工误差等效模型 本实验使用丝杠激光测量仪对滚珠丝杠副螺旋线 滚珠丝杠副是将 回转运动转换为直线运动 ，或将 误差进行测量。主要是对丝杠的角向位移和螺母的直 直线运动转换成回转运动的高精密传动部件 ，而在加 线位移进行实时准确测量 ，然后通过式(1)～式(3)计 工过程中难免会存在着一些加工误差 ，如轴 向误差、径 算出准确值 ，并与螺母位移测量的实际值进行比较，最 向误差以及表面粗糙等 ]，本文主要是对轴 向误差进 终输出的数值是相对准确值而言的，正值表示大于准 行研究。图1为滚珠丝杠副在预加载荷时丝杠 、螺母 确值 ，负值表示小于准确值 。 和滚珠的相对位置简图。 基于测量仪间歇采点 的特点，采集到的数据是一 螺母位移 丁