解決滾珠絲杠溫升誤差

滾珠絲杠副的傳動過程中存在很多誤差，包括滾珠絲杠副本身的制造誤差、熱變形誤差、受力變形誤差、安裝誤差等。研究表明，熱誤差是影響高速機床加工精度的主要因素之一，約占機床總誤差的40%～70%。熱變形誤差的過程是：發(fā)熱部位產(chǎn)生熱量，熱量通過接觸面向周圍傳遞，最終導致機床關(guān)鍵部位變形，產(chǎn)生誤差。

相應地，防止和減少熱變形誤差的方法有以下三種：①減少熱源；②控制熱流；③熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設計。滾珠絲杠進給系統(tǒng)的主要熱源是螺母運動產(chǎn)生的摩擦熱和軸承的旋轉(zhuǎn)摩擦熱，影響這種摩擦生熱的主要因素包括螺母的移動速度、潤滑劑的使用以及零件之間的裝配關(guān)系。滾珠絲杠的熱變形誤差是影響滾珠絲杠進給系統(tǒng)定位精度的主要因素。因此，滾珠絲杠的熱分析是高速、高精度機床必須考慮的關(guān)鍵技術(shù)。

熱量從一個物體的一部分傳遞到另一個物體，或從一個物體傳遞到另一個與之接觸的物體，就變成了熱傳導。在熱傳導理論中，不考慮物質(zhì)的粒子結(jié)構(gòu)，而是將其視為連續(xù)介質(zhì)。一般物體內(nèi)各點的溫度在熱傳導過程中隨各點的位置和時間而變化，在任何時刻，所有點的溫度值的總和稱為溫度場。溫度場，如果其溫度隨時間變化，則稱為瞬態(tài)溫度場；如果其溫度不隨時間變化，則稱為穩(wěn)態(tài)溫度場。如果溫度場的溫度值隨三個位置坐標變化，則稱為空間溫度場；如果溫度在平面內(nèi)僅隨兩個位置坐標變化，則稱為平面溫度場。

為了補償滾珠絲杠的熱變形對滾珠絲杠進給系統(tǒng)定位精度的影響，常采用預拉伸滾珠絲杠的方法。滾珠絲杠的預緊是通過滾珠絲杠兩端螺紋部位的鎖緊螺母預緊來實現(xiàn)的，相當于給滾珠絲杠的支撐軸承增加了預緊力。

主要用途有：①提高滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)精度②提高滾珠絲杠的剛性③補償滾珠絲杠的熱膨脹④抑制滾珠絲杠的振動和異響及旋轉(zhuǎn)滑動⑥確定位置的滾動體。

因為預緊力的大小會影響軸承的壽命并引起機床結(jié)構(gòu)的變形，所以必須合理選擇預緊力的大小。從對流傳熱系數(shù)對滾珠絲杠最大溫升和熱膨脹的影響來看，對流傳熱系數(shù)越小，最高溫度和熱膨脹的變化率越大。因此，為保證滾珠絲杠的性能在加工過程中低溫升、熱膨脹量低，應盡可能提高滾珠絲杠與周圍環(huán)境的對流傳熱系數(shù)。但是，滾珠絲杠進給系統(tǒng)中直接有效的方法是加快滾珠絲杠周圍的空氣流動，降低環(huán)境溫度。