滾珠絲杠在數(shù)控機床中的作用

高速加工是面向21世紀(jì)的高新技術(shù)，其特點是效率高、精度高、表面質(zhì)量高。它廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的技術(shù)和經(jīng)濟效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實現(xiàn)高速加工，首先需要高速數(shù)控機床。高速數(shù)控機床必須同時具備高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)才能實現(xiàn)高速材料切削。為了實現(xiàn)高速進(jìn)給，國內(nèi)外廠商不斷采取措施提高滾珠絲杠的高速性能。

主要措施有：

1、適當(dāng)增加螺桿的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前大導(dǎo)程滾珠絲杠公稱直徑與導(dǎo)程的匹配有：40mm×20mm、50mm×25mm、50mm×30mm等，進(jìn)給速度可達(dá)60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛性和承載能力，大導(dǎo)程滾珠絲杠一般采用雙頭螺紋，以增加滾珠的有效承載圈數(shù)。

2、改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高球運動的流暢性。改進(jìn)滾珠循環(huán)換向裝置，優(yōu)化滾珠回程槽曲線參數(shù)，利用滾珠導(dǎo)管和滾珠回程裝置的三維造型，真實地將滾珠沿導(dǎo)角引入螺母體內(nèi)內(nèi)螺紋方向，使?jié)L珠運動順暢。方向與滾道相切而不是相交。這最大限度地減少了沖擊損失和噪音。

3、采用“中空強冷”技術(shù)。軸承高速滾珠絲杠在運轉(zhuǎn)過程中因摩擦產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致絲杠熱變形，直接影響高速機床的加工精度。采用“空心強制冷卻”技術(shù)，即將恒溫切削液通入空心滾珠絲杠的孔內(nèi)，對滾珠絲杠進(jìn)行強制冷卻，使?jié)L珠絲杠的溫度保持恒定。該措施是提高中、大型滾珠絲杠的高速性能和工作精度的有效途徑。

4、對于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng)，可采用固定滾珠絲杠和旋轉(zhuǎn)螺母的傳動方式。此時，螺母旋轉(zhuǎn)并沿固定絲杠軸向移動。由于滾珠絲杠不動，因此可以避免受到臨界速度的限制，避免細(xì)長滾珠絲杠在高速運行時出現(xiàn)的各種問題。螺母慣性小，動作靈活，可達(dá)到的轉(zhuǎn)速高。

5、進(jìn)一步提高滾珠絲杠的制造質(zhì)量。采取以上措施，在一定程度上是可以實現(xiàn)的克服了傳統(tǒng)滾珠絲杠的一些問題。日本和瑞士在高速滾珠絲杠方面一直處于世界領(lǐng)先地位。最大快速移動速度可達(dá)60m/min，個別情況下可達(dá)90m/min，加速度可達(dá)15m/s。由于滾珠絲杠歷史悠久、技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛、成本低廉，部分軸承用于一般高速加工中心和中等負(fù)荷、低進(jìn)給速度要求、低行程范圍（少大于4-5m）。在其他經(jīng)濟型高速數(shù)控機床上仍經(jīng)常使用。

隨著現(xiàn)代機床工業(yè)的發(fā)展日益向自動化、高速、精密、柔性、智能化方向發(fā)展，機床結(jié)構(gòu)力求簡單、可靠、部件專業(yè)化，其基礎(chǔ)部件可分為數(shù)控部分。，傳動部分，加工部分。傳動部分和加工部分的代表部件有直線導(dǎo)軌、直線電機、滾珠絲杠副和電主軸。滾珠絲杠副是主要的傳動部件之一。隨著機械產(chǎn)品向高速、高效、自動化方向發(fā)展，進(jìn)給驅(qū)動速度不斷提高，大導(dǎo)程滾珠絲杠的出現(xiàn)滿足了高速化的要求。