龙门加工中心丝杠产生振动的影响因素都有哪些？

在龙门加工中心的装配调试过程中，经常会碰到丝杠产生振动的现象，除了是系统电气参数设置和选配不适当等因素外，还有一些是机械方面的原因，主要有以下几个方面：

一、丝杠安装因素

现龙门加工中心包括数控机床的传动丝杠都是滚珠丝杠，而且传动精度较高，一般要求机床的定位精度为004mm，重复定位精度为0015mm，同时对我们装配的安装精度也有较高的要求。丝杠传动结构主要由丝杠本身、丝杠螺母、丝杠座(也叫轴承座)、丝杠轴承、锁紧螺母、联轴器、伺服电机等组成。在安装过程中，必须保证丝杠轴心线与运动导轨基准面平行，一般控制在0005/1000mm范围之内，如果安装误差较大时，拖板在运动过程中会使丝杠产生弯曲变形，丝杠旋转受力不均匀，进而产生振动现象。在此情况下，只需重新调整轴承座的高低和侧向位移，确保丝杠的轴心和拖板运动导轨相平行，具体方法是将芯棒装入轴承座，测量其轴心线对导轨面在水平方向和垂直方向的平行度，要求0005/1000mm。同时将轴承座紧固定位，就能解决这一问题。

二、丝杠螺母与拖板连接安装因素

在丝杠螺母与拖板连接的安装过程中，有时会由于拖板端面加工原因，造成丝杠螺母上的螺丝孔与拖板结合面的安装孔互相干涉，或者安装面与基准(导轨)面不垂直，也就是安装面与丝杠螺母结合面不平行，导致丝杠螺母紧固螺钉拧紧后迫使丝杠产生变形，发生振动现象。如果丝杠螺母直径为D，结合面精度误差为δ，丝杠轴承跨距为L，丝杠误差为X，那么，X=Lδ/D。在这种情况下，须将拖板上的丝杠螺母安装孔或端面进行修复，使δ值恢复设计精度要求，即可排除这一故障。

三、联轴器的安装因素

电机带动丝杠转动是通过弹性联轴器连接的，在这部分的安装过程中，首先必须保证丝杠端部的径向跳动误差符合设计要求，一般控制在≤002mm范围之内，其次要保证电机安装面与丝杠轴心线垂直，电机旋转轴心线与丝杠轴心线重合，一般由设计要求定位孔保证。zui后，均匀地用力矩扳手拧紧联轴器上胀套压盖的紧固螺钉，如此三个条件未满足，丝杠和联轴器就会产生振动，反之，即可排除故障。

四、丝杠轴向间隙的因素

在拖板运动过程中，如果丝杠的轴向间隙过大，也会产生振动现象，包括拖板爬行现象。这是因为数控轴本身带有光栅尺，在光栅尺生效情况下，根据光栅信号的反馈，伺服电机会不断正反旋转纠正拖板位置，时快时慢，速度不均匀而产生振动。在此情况下，只须消除丝杠轴向间隙，即调整丝杠锁紧螺母，预紧丝杠轴承，消除丝杠轴承的游隙，使得拖板运动的反向间隙控制在正确的范围之内，一般在不带光栅的状态下，用百分表测量拖板的正反向间隙控制在+001mm范围之内。这样就能消除振动现象。

五、光栅读数头(动尺)支架的安装因素

光栅读数头支架的安装在有光栅尺的机床安装过程中是相当重要的，如果光栅支架没有安装好，光栅尺读数头所读取的数据就不正确，造成反馈信号不稳定，引起电机工作不正常而产生振动，而且会使机床的定位精度不稳定。在此情况下，可修复光栅支架的安装面，并好光栅支架，同时打上定位销，确保读数头正常工作，排除故障。

六、轴承质量因素

在机床运动过程中，有时也会因轴承质量问题；轴承滚道失效或保持圈破损引起丝杠振动。在此情况下，可根据丝杠的振动音源来判断，轴承产生问题时，丝杠在运动过程中会发出振动声音，在拖板运动过程中，如拖板越靠近丝杠的一端的支承座，丝杠振动音频越高，则这一端的轴承就可能有问题，检查更换上合格的轴承就能消除振动。

七、其它因素

机床在使用过程中还会因润滑不充分、滑动导轨磨损失效以及电机编码器故障等因素造成丝杠振动，遇到这种情况就要逐项检查，排除振动故障。

机床的配置很重要，好机床配置一定不会差，但品质差的机床配置不一定差。决定机床品质的不仅仅是优良的部件，还有严谨的装配和合理的搭配。

1、 数控系统

国内加工中心数控系统的市场份额基本被进口品牌所把持。高端机系统几乎是德国西门子840D的禁脔，中端则是日本发那科（Fanuc）和日本三菱的天下，低端则由台湾宝元、台湾新代、国产凯恩帝、国产华中、国产广数等系统来瓜分少的可怜的市场份额。

选择方法：五轴立加系统建议用西门子840D或者Fanuc 31i，不是老金刻薄，在五轴的世界里国产和世界先进水平的差距是10年以上，象华中和广数的五轴用来教学倒是可以胜任的；高速高精密加工的三轴四轴立加上，Fanuc 18i和三菱M700斗得难解难分；一般应用的三轴立加中，Fanuc 0i和三菱M70是一对欢喜冤家：Fanuc 0i MD-A适合模具加工，Fanuc 0i MD-B适合产品加工，Fanuc 0i Mate-MD是经济型系统，三菱M70-A用于模具机，三菱M70-B适用于产品机，一般认为Fanuc的操控更简易稳定性更高，同档次的三菱功能更强大；在要求不高以及预算限制的场合，国产数控系统也是可以大展身手的，平心而论，近年来，国产加工中心系统发展迅猛，是他们的进步才迫使国外数控系统品牌的价格急剧下降；台湾的宝元和新代，主要应用在雕铣机行业，在立加中有一定的应用。

至于各个数控系统间的功能区别，不是三言两语能说清的，以后开个专题来讲。

2、 电器系统

立加电器系统中，美国的GE、法国的施耐德、日本的欧姆龙占据了主流地位，低端机型中，也不乏国产正泰、国产德力西的影子。随着主轴伺服技术的成熟和价格的降低，变频器由于无法解决刚性攻丝的问题，已经逐步退出了立加领域。

选择方法：电器元件之间的搭配很关键，电气性能的配合度、适应度，决定了电器系统的稳定性。并不是所有元件使用同一品牌就可以解决兼容性问题，兼容性的好坏需要精密计算、经验和技术积累。

3、 润滑系统

良好的润滑是确保立加机械运动顺畅的必要条件。凡是有接触运动的部件之间都需要有润滑保障，没有机床的润滑系统，机床的寿命和精度都会受到很大的影响。仔细观察机床的油路润滑系统，是购买立加之前的必修课。

选择方法：丝杆的轴承座、螺母座、导轨、滚珠丝杆这几个部位必须有油路到达，同时要考虑油路布局是否合理、维修更换是否便利。油路布线混乱，油管和其他管线混杂、干涉，主要运动部件缺乏润滑的机床不能购买。做菜要放油，机床使用同样需要油。

随着现代机械工业的不断发展，数控机床因它特有的柔性化技术特点而受到越来越广泛的应用，它发挥的作用也越来越显著，但不管是简易式数控机床还是全功能型数控机床，或是加工中心，都或多或少存在一些诸如机床丢步、尺寸不稳定等现象，令操作人员很困惑。特别是在简易数控车床过程中，问题更加突出。下面简单介绍下机床加工工件质量差的原因和解决方法：

一、工件尺寸准确，表面光洁度差

故障原因：刀具刀尖受损不锋利；机床产生共振，放置不平稳；机床有爬行现象；切削油性能不达标。

解决方案：刀具磨损或受损后不锋利，则重新磨刀或选择更好的刀具重新对刀；机床产生共振或放置不平稳，调整水平，打下基础，固定平稳；机械产生爬行的原因为拖板导轨磨损厉害，丝杠滚珠磨损或松动，机床应注意保养，上下班之后应清扫金属碎屑；选择适合工件加工的切削油，在能达到其他工序加工要求的情况下，尽量选用较高的主轴转速。

二、工件产生锥度大小头现象

故障原因：数控机床放置的水平没调整好，一高一低，产生放置不平稳；车削长轴时，工件原材料比较硬，刀具吃刀比较深，造成让刀现象；尾座顶针与主轴不同心。

解决方案：使用水平仪调整机床的水平度，打下扎实的地基，把数控机床固定好提高其韧性；选择合理的工艺和适当的切削进给量避免刀具受力让刀；调整尾座。

三、驱动器相位灯正常，而加工出来的工件尺寸时大时小

故障原因：数控机床拖板长期高速运行，导致丝杆和轴承磨损；刀架的重复定位精度在长期使用中产生偏差；拖板每次都能准确回到加工起点，但加工工件尺寸仍然变化。此种现象一般由主轴引起，主轴的高速转动使轴承磨损严重，导致加工尺寸变化。

解决方案：用百分表靠在刀架底部，同时通过系统编辑一个固定循环程序，检查拖板的重复定位精度，调整丝杆间隙，更换轴承；用百分表检查刀架的重复定位精度，调整机械或更换刀架；用百分表检测加工工件后是否准确回到程序起点，若可以，则检修主轴，更换轴承。

四、工件尺寸与实际尺寸相差几毫米，或某一轴向有很大变化

故障原因：快速定位的速度太快，驱动和电机反应不过来；在长期摩擦损耗后机械的拖板丝杆和轴承过紧卡死；刀架换刀后太松，锁不紧；编辑的程序错误，头、尾没有呼应或没取消刀补就结束了；系统的电子齿轮比或步距角设置错误。

解决方案：快速定位速度太快，切削加减速度和时间使驱动器和电机在额定的运行频率下正常工作；在出现机床磨损后产生拖板、丝杆鹤轴承过紧卡死，则必须重新调整修复；刀架换刀后太松则检查刀架反转时间是否满足，检查刀架内部的涡轮蜗杆是否磨损，间隙是否太大，安装是否过松等；如果是程序原因造成的，则必须修改程序，按照工件图纸要求改进，选择合理的加工工艺，按照说明书的指令要求编写正确的程序；若发现尺寸偏差太大则检查系统参数是否设置合理，特别是电子齿轮和步距角等参数是否被破坏，出现此现象可通过打百分表来测量。

五、加工圆弧效果不理想，尺寸不到位

故障原因：振动频率的重叠导致共振；加工工艺；参数设置不合理，进给速度过大，使圆弧加工失步；丝杆间隙大引起的松动或丝杆过紧引起的失步；同步带磨损。

解决方案：找出产生共振的部件，改变其频率，避免共振；考虑工件材料的加工工艺，合理编制程序；对于步进电机，加工速率F不可设置过大；机床是否安装牢固，放置平稳，拖板是否磨损后过紧，间隙增大或刀架松动等；更换同步带。

六、批量生产中，偶尔出现工件超差

故障原因：必须认真检查工装夹具，且考虑到操作者的操作方法，及装夹的可靠性，由于装夹引起的尺寸变化，必须改善工装使工人尽量避免人为疏忽作出误判现象；数控系统可能受到外界电源的波动或受到干扰后自动产生干扰脉冲，传给驱动致使驱动接受多余的脉冲驱动电机夺走或少走现象。

解决方案：了解掌握其规律，尽量采用一些抗干扰的措施，如：强电场干扰的强电电缆与弱电信号的信号线隔离，加入抗干扰的吸收电容和采用屏蔽线隔离，另外检查地线是否连接牢固，接地触点最近，采取一切抗干扰措施避免系统受干扰。

七、工件某一道工序加工有变化，其它各道工序尺寸准确

故障原因：该程序段程序的参数是否合理，是否在预定的轨迹内，编程格式是否符合说明书要求

解决方案：螺纹程序段时出现乱牙、螺距不对，则马上联想到加工螺纹的外围配置(编码器)和该功能的客观因素。

八、工件的每道工序都有递增或递减的现象

故障原因：程序编写错误，系统参数设置不合理，配置设置不当，机械传动部件有规律周期性的变化故障。

解决方案：检查程序使用的指令是否按说明书规定的要求轨迹执行，可以通过打百分表来判断，把百分表定位在程序的起点让程序结束后拖板是否回到起点位置，再重复执行即便观察其结果，掌握其规律；检查系统参数是否设置合理或被人为改动，有关的机床配置在连接计算耦合参数上单计算是否符合要求，脉冲当量是否准确；检查机床传动部分有没有损坏，齿轮耦合是否均匀，检查是否存在周期性，规律性故障现象，若有则检查其关键部分并给予排除。

巨浪，STAMA与舍勒——这三个品牌的多主轴，紧凑及高效的机床是高产能的保障。此外，这几个品牌都以高品质交钥匙服务、创新以及尖端技术为特色。巨浪以加工速度及精度见长，STAMA专注于铣削及重型切削，舍勒致力于多功能及柔性加工的立式车床与立式加工中心。

作为精密设备与医疗器械的生产商，CHIRON-Werke成立于1921年，在19世纪50年代，巨浪针对金属加工领域的立式加工中心取得了巨大成功。1957年，在杜塞尔多夫的Hoberg & Driesch集团收购了CHIRON-Werke。STAMA和舍勒分别在1997年以及2012年成为集团一员。

巨浪集团旗下拥有四个品牌，涵盖巨浪（CHIRON）、斯塔玛（STAMA）和舍勒(SCHERER)三大机床品牌，

○ 巨浪（CHIRON）以中小型部件和有色金属的高速高效切削为主

○ 斯塔玛(STAMA)以中大型部件和黑色金属的重型高效切削为主

德国STAMA8系MT831铣车复合加工中心的原装滚珠丝杠由日本NSK提供，型号W4007Z-618ZX-C5Z20，这是一款高精密、高速度、高稳定性的机床专用丝杠，W4007Z-618ZX-C5Z20这款滚珠丝杠的直径为40、导程为20、精度为C5，滚珠丝杠是加工中心必不可少的配件，一款稳定的滚珠丝杠配件也是加工中心的灵魂。

NSK是世界上少数几家可全套开发及提供机床所需元配件（即轴承、滚珠丝杆、直线导轨、电主轴）产品的厂商。

NSK的机床专用产品包括：以引以为豪、稳固的产品能力推出的从日本及英国生产制造的“精密轴承”及具有超高速旋转能力的世界级非常高水平的“电主轴”之一，基于NSK集团较高先进技术研制的“滚珠丝杠”及以确保优质高精度的生产技术制造的“NSK直线导轨”。

NSK以摩擦控制技术为核心，拥有可彻底减少能耗的解析技术及可严密测评对应需求的评价技术，以及减少能耗和高性能二者兼备的润滑技术。而且，NSK还努力推进可促使产品长寿命的材料技术中的关键技术的研发，并努力满足精密轴承高性能及保护环境方面的需求，锐意开发环保型产品。

上海斯将利传动机械有限公司成立于2005年，是一家经营滚珠丝杠，直线导轨，轴承的专业传动部件老牌供应商，服务行业涉及半导体、汽车、新能源、医疗、电子3C、机床、注塑机等众多领域，多年的行业经验汇聚了一批优秀的传动部件优秀团队，可从前期技术选型-设计-加工-检测-安装指导-售后维修等一系列专业服务。为了更好服务客户，2018年在江苏盐城投资20亩厂房集仓储、丝杠轴端加工、导轨切割、集成检测等于一体的综合性滚珠丝杆，直线导轨传动部件供应商。

针对机床行业客户我司备有大量库存，并结合工厂自有后端加工能力，可以短时间内为机床行业客户提供各类滚珠丝杠，直线导轨，轴承等备件，紧急情况客户为客户提供维修服务，大大降低因机床停机给工厂带来的停产损失，赢得业界一致赞誉。

VMC850加工中心常见部件介绍：

1、主轴：主轴是机床一大核心部件，加工表面精度绝大部分都和主轴有关，所以主轴的质量很关健。目前大陆生产的主轴在加工中心上使用的并不多见，这说明大陆产高速主轴单元品质还有待提高。而台湾产主轴单元市面上使用比较广范，根据其品牌知名度及市场占有率其价格也有不小的差异。

2、滚珠丝杠：精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反覆作用力，同时兼具高精度、可逆性和率的特点。其制造要求也比较高，包括材质以及装配精度。

滚珠丝杠决定着设备的传动精度，其材质、精度、预紧力、切削抗力、润滑、载荷等都有可能造成滚珠丝杠磨损较快，产生间隙或其它不可修复的问题。所以，这也是关键之处。

3、刀库：加工中心刀库分斗笠式、圆盘式、链条式三种，其刀具容纳数量依次增多。

斗笠式刀库一般在主轴头附近，换刀时需要主轴方向的上下动作，占用工作时间，降低了工作效率也影响主轴方向的工作行程范围，但因其结构简单，故障率相对较低。

圆盘刀库采用机械手换刀，换刀速度快，但故障率相对稍高，也有及少数圆盘式刀库类示与斗笠式刀库通过主轴直接换刀。而链条式一般应用于容纳刀具数量较高的机型上，其价格也依次提高。目前常见刀库品牌有首轮、吉辅、圣杰、德大。选择合适的品牌及类型比较重要。

4、导轨：加工中心常用导轨按精度分大致可以归以下三类，C普通级、H高精度级、P超精密级，一般加工中心用导轨都在H级以上。按类型可分：硬轨、线性滑轨、镶钢导轨三种，前两种最为常见。

5、轴承：机床主轴轴承一般由主轴单元厂家配备，台湾产主轴单元一般情况下配备日本NSK、瑞典SKF或法国FAG，通常情况下，台湾产主轴标配轴承一般是日本的NSK。单就品牌而言，该轴承品牌选用不太受加工中心厂家控制，而且目前可以满足绝大部分用户需求，只要选择好主轴单元的品牌即可。

6、轴承锁紧螺母：这两种零件体积很小，但其也扮演着重要的角色。从上面内容我们知道加工中心用轴承及丝杠都是高精度的零件，所以轴承锁紧螺母选用也是非常关键，有些厂家具备条件自己生产。而大部厂家都从专业轴承锁紧螺母的厂家采购。

7、CNC系统、伺服电机、驱动器：该部分是数控机床成本的一项重要项目，其常用品牌也较多，价格差异也比较大，这里不再陈述。在VMC系列加工中心操作中，系统操作的熟练度和故障率成反比的，因为很多故障或问题是因为不会操作而引起的。所以用户应选择自己操作习惯或性价比高的系统品牌。

总之，影响VMC850加工中心质量的环节很多，因素也很多，不表示选好的配置就是好的加工中心，所以，还要了解其产品加工制造以及装配工艺，如：机体铸件有无经过时效处理；电机座等关键零件的加工精度采用的工艺能否保证精度要求，以线轨与丝杠安装采用的工艺能否保证精度要求等等，当然这类内容一般厂家都是进行保密的，用户可以到加工中心厂家走马观花的大致了解一下。