TNXJX-个性化定制滚珠丝杠副技术规范编制说明

PAGEPAGE7《个性化定制滚珠丝杠副技术规范》编制说明（征求意见稿）一、工作简况（1）任务来源本项目是依据宁夏机械工程学会2024年第一批团体标准立项批复计划（宁机学NX/TC004-【2024】03号、项目编号2024-0102T），立项名称“个性化定制滚珠丝杠副”而制定，牵头起草单位为银川合宜科技有限公司，计划完成时间2024年8月。（2）主要工作过程起草（草案、论证）阶段：《个性化定制滚珠丝杠副》项目任务下达后，由银川合宜科技有限公司牵头，召集参编单位相关人员成立编制工作组。由总经理负责，正式启动了该项目的实施。项目组通过内部研讨学习和搜集相关资料，对国内外滚压滚珠丝杠的生产情况进行了深入的调查研究，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，进行了大量的研究分析、资料查证工作，确定了标准的制定原则，结合现有的实际应用经验，通过沟通和研讨，形成草案，于2024年2月29日下午召开工作组讨论会，对标准内容进行了逐条审议，完善了轧制滚珠丝杠基本参数表，确认外购全牙丝杠、配套螺母的质量要求，明确了产品标记内容。经工作组及公司内相关专家多次研讨进行了总结和梳理，编制出《个性化定制滚珠丝杠副》形成了征求意见稿，于2024年3月30日将本标准征求意见稿报送宁夏机械工程学会，按照标委会的安排推进下一步的工作。（3）主要参加单位和工作成员及其所做的工作本标准的牵头起草单位为：银川合宜科技有限公司。参加单位：银川市恒益达机械有限公司、宁夏小牛自动化设备有限公司、宁夏巨能机器人股份有限公司。本标准主要起草人为：邱丰冠、王宝国、张建丰、王志远、贾亚太、张彬、徐元广、麦瑞缨、马宁、李志博、麻辉、吴永刚、田养华。所做的工作：邱丰冠任起草组组长，负责资源协调、标准范围确定、内容与方向全局把控，王宝国、王志远负责组织策划、协调和国内外相关文献和资料的收集、分析及资料查证，张建丰、张彬、麦瑞缨负责文本草案编制和修改；贾亚太、徐元广负责产品部件几何精度与位置精度检验检测、李志博、麻辉、马宁、吴永刚、田养华负责现场试验验证。二、标准化对象简要情况与标准编制原则（1）标准化对象简介滚珠丝杠作为用途广泛的功能部件，其生产行业有推荐的螺母尺寸、轴端尺寸图，导程和公称直径的组合方案。但是由于滚珠丝杠产品用途广，非标准的轴端尺寸，尤其是长度尺寸具有广泛的市场需求。专业生产精密滚珠丝杠的厂家一般只有标准长度产品供用户选购，如要特殊尺寸长度，需要个性化定制，不仅价格昂贵，交货期也很长。公司压装机产品配套就遇到这种难题，促使我们对标准长度丝杠进行改制，同时也为THK等精密滚珠丝杠厂商的终端客户如太阳能自动串焊机、3D工业打印机厂家产品的个性化定制服务。为了做好精密滚珠丝杠个性化定制产品，满足广大用户对精密滚珠丝杠的配套需求。精密滚珠丝杠副个性化定制就是在保持成品丝杠“母体”精度与性能指标的一致性基础上，满足用户对丝杠轴端样式与长度尺寸的需要。对精密滚珠丝杠个性化定制产品有需求的用户，一般都是参照标准成品丝杠的“螺母类型”、“丝杠轴径”、“导程”、“圈数”、“精度等级”等参数进行丝杠长度尺寸和丝杠轴端安装连接结构形式设计图纸并提出订货。丝杠制造厂家按照用户的图纸要求，选择符合用户要求的轴端未加工成型精品滚珠丝杠（半成品）进行长度与轴端加工，完成精密滚珠丝杠个性化定制产品制造，加工质量与成品丝杠“母体”精度与性能指标保持一致。个性化定制滚珠丝杠的加工流程如下：丝杠截断→钻中心孔→粗车台阶→精磨台阶→去毛刺→切扁→车螺纹→检验→清洗→装配螺母→涂油包装。银川合宜科技有限公司拥有滚珠丝杠副加工技术，根据客户要求生产定制，精度高、速度快。主要规格型号有WTF2040、WTF1530、BLK1616、BLK2020等规格型号，年销售产值约1000万元。客户包括小牛自动化、巨能机器人、等知名企业，并建立了长期供需合作关系，“合宜”产品已在国内市场占有一席之地。（2）制订标准的依据和理由本标准在起草过程中主要按GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力、用户的利益和产品性能，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。（3）制订标准的原则本标准在制订过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”的原则，注重标准修订与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，本着先进性、科学性、合理性和可操作性以及标准的目标、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的制定工作。三、确定标准主要内容（1）适用范围本文件规定了个性化滚珠丝杠副的术语和定义、精度等级、结构型式与标记、技术要求、试验方法、包装、贮存和运输。本文件适用于丝杠为冷轧工艺，精度等级为C7～C10，端盖式大导程螺母的个性化定制滚珠丝杠副的制造与验收。（2）主要内容的论据及解决的主要问题2.3.1术语和定义本文件中对个性化定制滚珠丝杠副、滚珠丝杠副、大导程滚珠丝杠副术语进行了定义。2.3.3结构型式滚珠丝杠副是由滚珠丝杠、滚珠螺母和滚珠组成的部件，它可以将旋转运动转变为直线运动，也可将直线运动转变为旋转运动，滚珠丝杠副中的滚动体为滚珠。相对传统的滑动摩擦因为滚珠的存在变为了滚动摩擦，大大提高了传动效率。各种结构形式的滚珠丝杠副，主要区别在于螺纹滚道型面的形状、滚珠循环的方式、轴向间隙调整的预紧方法等三个方面。其基本机构如图1所示。根据多年的市场需求及参照国外同类的产品,主要参考THK公司轧制滚珠丝杠产品的参数指标。按照公称直径、导程、滚珠圈数、防尘密封形式、长度和加工工艺等，目前形成的主要规格有4种系列，分为WTF2040\WTF1531\BLK1616\BLK2020等规格。2.2.4技术要求此章节中对外构件轧制滚珠丝杠、配套螺母的质量要求进了规定，依照客户提出的精度等级要求进行两端加工，进行螺母装配，装配完成后的丝杠副安装跳动和位置公差的验收进行了规定，同时对外购全牙滚珠丝杠加工中精度的保持性提出了相关要求。滚珠丝杠属于细长轴类精密零件，在滚珠丝杠加工的各道工序流程中，丝杠零件的工序转运、夹持与支撑方式都会影响到丝杠定制产品的质量，在选配立式加工中心机床、数控车床、线切割机床、精密外圆磨床组成精密滚珠丝杠定制生产加工线的基础上，研究适合于企业设备状况的生产工艺和质量控制措施，提出精密滚珠丝杠定制生产关键工序工艺要求，确保产品的技术指标和性能指标。对于同类产品的加工工艺起到指导性的意义，同时也为缩短研制周期、确保加工质量与成品丝杠“母体”精度与性能指标保持一致。轧制滚珠丝杠副精度等级参考JISB1192为基准，分为C7、C8和C10用螺纹长度300mm累计导程误差表示其精度。注C7、C8和C10与GB/T17587.3-2017滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验中的P7、P8和P10等同。性能要求按照JB/T10890.1-2020的规定，提出快移速度、加速度、噪声和温升指标要求和试验方法的规定。四、主要试验（或验证）情况（1）验证方法本标准主要采用收集日本THK同类产品指标要求或第三方检测验证，辅助采用现场验证等方方式，基于项目的实施情况分阶段步骤进行直接有效的验证。其中，范围、规范性引用文件、术语和定义、结构型式、基本参数等部分的合理性进行佐证和验证（由国际同类设备样册进行佐证），现场验证单位为银川合宜数控有限公司和相关使用单位。合宜公司依据本项目的要求，已具备定制丝杠副检验测试平台的性能要求。（2）验证情况分析结合本标准验证，以现有项目为依托，验证标准中各项要求的合理性和科学性，依据条款要求进行逐条验证，验证情况如表1：表1验证结论表序号标准内容验证方法验证结论范围现场或第三方符合结构型式佐证或现场符合跳动与位置精度佐证或现场或第三方检测报告符合性能指标用户使用或现场或第三方检测报告符合滚珠丝杠的进给驱动系统，是应用最广的形式，一般普通丝杠工作速度在20m/min以下。随着大螺距滚珠丝杠开发成功，现在国外生产的高速滚珠丝杠快进速度可达40-60m/min，加速度1g，定位精度20-25μm由于滚珠丝杠驱动力矩大，低速性能好，价格比直线电机低，受到用户欢迎。但国内机床功能部件厂出产的滚珠丝杠DN值较小(70000)，用到DN极限时噪音较大，易振动，限制了高速进给，因而需要进一步提高。合宜公司研制的高速滚珠丝杠-直线滚动导轨进给试验台，可以进行各种滚珠丝杠的试验研究，用以评定国产和进口高速滚珠丝杠的性能。试验台主要测试内容有：（1）加/减速度运行测试。（2）快移速度测试。（3）加减速扭矩测试。（4）丝杠运行噪声测试。性能试验：采用日本THK滚珠丝杠(型号-SBK4040)作为试件丝杠，经试验，其加速度可达1g、快移速度120m/min，其他指标符合要求。五、标准中所涉及专利情况本项目的核心技术和知识产权不涉及本公司的专利，与国内外专利无关。六、预期达到的社会效益，对产业发展的作业等情况精密滚珠丝杠属于基础部件，在数控装备中普遍使用，仅宁夏地区的市场容量每年有5000万元以上。本项目的研制成功既可以为本公司产品配套使用，也可以向其他公司供货，极大的提高个性化定制精密滚珠丝杠的使用范围、缩短产品供货周期，提高公司的盈利水平，同时为我公司产品拓展业务领域奠定坚实的基础，按照宁夏市场占有率20%计算，年增销售收入1000万元。目前已知的客户需求有：宁夏小牛自动化设备、宁夏巨能机器人、共享装备等公司。本项目可以大大缩短项目产品的供货周期，降低用户使用产品的成本。以THK精密滚珠丝杠个性化定制为例：用户定制THK精密滚珠丝杠个性化产品的供货周期一般为90天，而且价格昂贵，采用本项目技术的供货周期可缩短至20天，价格仅为THK公司供货价格的一半。制定本标准对产业发展的作用，一是对行业发展起到重要的技术支撑作用，标准是质量的基础，制定和实施标准的过程，是解决高新技术领域标准缺失、滞后，提升管理水平、提高产品市场竞争力的过程。二是对行业的引领发展作用，对于更新换代快、寿命周期短的高新技术产品，“后补型”的标准化工作模式显然不能适应产业发展的需要，而应该采取“前瞻性”的工作模式，及时制定和实施超前的行业标准，引领行业未来发展方向，对产业的发展起到主导作用。三是通过标准的贯彻实施，使企业降低生产成本，减少浪费，提高企业经济效益和资源利用水平，进一步提升企业在国内外的核心竞争力，为行业的可持续发展夯实了基础。通过本标准的制定，解决的主要问题有：一是规范行业行为，促进行业资源优化配置、引导行业在统一的标准约束下健康快速发展，进而使产品从设计、生产制造、检验、包装、储存等方面做到统一化、通用化、系列化、组合化，达到对行业的有效指导，以获得产业的最佳秩序和最佳社会效益。二是更好地推广科学技术成果，促进科技成果的转化应用。三是为判定产品是否达到相关要求提供科学和准确的技术评价依据。四是通过标准的制订，填补个性化定制滚珠丝杠副没有适用的标准空白，解决这一领域标准缺失问题。制定本标准是为规范引领该行业产品未来发展方向，对产业的发展起到主导作用。项目结合装备制造业的生产与管理特点，为伺服电动直线执行器的设计、制造、检验和验收提供依据。可缩短新产品的设计、研制周期，确保低耗高效地研制出新产品，降低生产成本，提高经济效益和资源利用水平，进一步提升产业在国内外的核心竞争力。七、采标与国际、国内对比情况本标准采用JISB1192（ISO3402-3）国际标准在精度等级上的指标要求及检测方法。本标准制定过程中查询到同类GB/T17587.1-2017滚珠丝杠副第1部分：术语和符号（ISO3408-1:2006，MOD）GB/T17587.3-2017滚珠丝杠副第3部分：验收条件和验收检验（ISO3408-3：2006，MOD）相关标准，制定中在结构型式上参考了部分内容。上述标准提供的长度与接头方式均为标准尺寸，不能满足个性化客户的需求。本标准的总