精密机床知识分享之机床的五大间隙

　　在我接触的数千家精密制造的厂家中，绝大多数的工程师对设备间隙没有太多的概念，如何全面科学客观的认识到设备间隙，这个问题是初级工程师迈向高级工程师必修的课题，处理好间隙问题你才有可能做好一台精密的设备。对于一台精密加工机床来讲，我总结概括了以下5个方面的常见间隙的来源于客观的看待方式，希望对你们有所帮助。

　　当然，在讲之前我必须传达我的2个观点，一：个人认为一切能动的机械结构都必须存在间隙;二，不是所有的间隙都是对设备来说是负面的，有相当一部分机械结构必须预留或者说不得不预留合理的间隙或者公差!好了，按间隙的种类和发现的难易程度依次概括5大主要间隙。

    第一大间隙：所有已连接螺栓、罗密、螺丝的间隙，这是是很多人非常容易意识到的，其实很多人认为只要螺丝拧紧了就没有间隙了，但是稍微有点经验的装配师傅就知道螺栓不是越紧越好，他需要控制在一定范围内，当然这个过程需要使用扭力扳手，但是我如果继续要问，大理石平台，铝件平台，铸铁，铸钢平台使用不同的螺栓比如M5,M6等分别对应最合理的扭力数据是多少?你是否清晰的在脑海里有概念吗?针对这个问题，我查找了一份扭力扳手针对不同材质不同的规格的数据。

　　第二大间隙：联轴器间隙在传统丝杆传动的结构中，好的联轴器不单可以增加传动刚性，缩短伺服电机启动时间，还可以在一定程度上缓解丝杆的热伸长变量，甚至在一定范围内提升丝杆轴的同心度，联轴器从结构来分常见的有：十字结构，垫片结构，磨片结构或者双磨片结构等，不同结构带来的效果是相差非常大的，如果大家感兴趣，我以后做一个专门讲解联轴器的文章。当然我特别想强调一条：对于高负载，高扭力，丝杆或者电机端务必加上键槽，这样不仅可以防止打滑，也增加便于电机受力!轴器的间隙除了螺栓之外，更重要的是在换向方面的表现，如果是磨片结构，比如联轴器受损了，通过受损部位的变量与力学分析，可以找出这个轴的其他的很多问题!

　　第三大间隙：导轨与丝杆的间隙，传动部件的间隙主要分轴向方向与径向方向，所谓轴向方向就是顺着导轨与丝杆运动方向，径向方向就是垂直这个轴的运行方向!这个部分与设计结构和装配工艺有很大的关联性!导轨或者丝杆在轴向方向的间隙要做到0或者0以下是比较容易的，但是在轴向方向上实现0间隙是不可能实现的，因为一旦为零，导轨丝杆是滚不动的，但是轴向方向间隙也不是越小越好，通常来说一日本丝杆标准为例，C5级别以上的丝杆默认径向间隙为0，当然你想装配好这条丝杆你就必须把整个轴的同心度管控好，同心度理论状态电机端和远离电机端要为0，但是实际状态下几乎不可能，所以高精度丝杆基本上都是在憋屈中运行，只是憋屈力度的大小的问题，所以这个时候冷却或润滑就显得特别重要，如果你是从事自动化方面的不太建议0间隙，因为你的装配能力和加工水平有限，你可以定制成3微米或者5微米的径向间隙丝杆，这样反而更有利你的装配和这个轴的寿命维持!

　　第四大间隙：轴承间隙，不管是高速轴承，还是低速轴承，不管是角接触还是其他结构，也不管是单列还是双列的还是多列的，也不管是DB结构还是DF结构，轴承与外框轴承座之间加工过程中一定会有间隙，有的可以达丝级别甚至更高，轴承的间隙是一把双刃剑，合理的间隙可以抵消这个轴在运行过程中的热涨伸缩，机床这冷机状态和热机平衡状态是完全不一样的，我的建议是多次测量传动部件到热平衡状态下的温度，然后根据材料膨胀系数以及常温状态下公差范围，让机器在达到热平衡状态下刚好或者接近0间隙!这是最为理想，这个实际操作起来也不是很难，我已经协助过不少客户成功实现过，当然这中间需要一些精密的仪器辅助。

　　第五大间隙：主轴与刀柄刀具的间隙也是分2个方向，径向与轴向方向，这个部分打个比方，比如你是40码的脚，但是您穿着一双45码的鞋子，然后让你上下左右跳动或者跑步是一样的道理，也不是鞋子越小越好，如果刀具夹的太紧力度太大，还是非常容易出现刀具磨损或者崩边，除非主轴的稳定性非常非常好，不同的加工类型，不同结构、不同功能机床，肯定也是不一样的，这个力度如何达到最佳，我个人建议是在你使用主轴的转速上，经过一段时间以后(通常超过15分钟)，让主轴达到相对热平衡状态下，找出刀具跳动数据最小时候力度为最佳，以上在精加工，轻力度加工时候会比较有效。

　　好了，以上列举的是比较重要也比较影响到加工效果和精度的5大方面间隙来源。间隙是高精度机床不确定度的最主要来源之一，也是很难从系统补偿等方面去消除的几何误差，当然大家有其他的间隙误差也可以留言补充