滾珠絲杠對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的影響
滾珠絲杠對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度的影響
數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工技術(shù)，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、監(jiān)控檢測(cè)技術(shù)等多學(xué)科緊密結(jié)合的新技術(shù)。可以保證產(chǎn)品達(dá)到極高的加工精度和穩(wěn)定加工質(zhì)量，操作過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，可以節(jié)省大量專用工藝設(shè)備，特別是在適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品更新迭代、小批量生產(chǎn)、多品種生產(chǎn)方面。數(shù)控機(jī)床的精度指標(biāo)主要有加工精度、定位精度和重復(fù)定位精度，其中加工精度是數(shù)控機(jī)床追求的最終精度，是衡量數(shù)控機(jī)床工作性能的非常重要的精度指標(biāo)，而數(shù)控機(jī)床的加工精度受到了機(jī)床結(jié)構(gòu)、裝配精度、伺服系統(tǒng)性能、工藝參數(shù)以及外界環(huán)境等因素的影響。隨著對(duì)數(shù)控機(jī)床加工精度要求不斷提高，如何提升數(shù)控機(jī)床加工精度將成為機(jī)床研發(fā)的重要方向。
滾珠絲杠作為一種新型螺旋傳動(dòng)元件得到了廣泛的應(yīng)用。滾珠絲杠具有長(zhǎng)壽、高鋼性、高效率、高靈敏度、無(wú)間隙的特點(diǎn)。滾珠絲杠的傳動(dòng)效率可達(dá)85%-98%，是普通滑動(dòng)絲杠的2-4倍，滾珠絲杠的動(dòng)靜摩擦系數(shù)相差不大，采用滾珠絲杠是提高進(jìn)給系統(tǒng)靈敏度、定位精度和防止爬行的有效措施。目前的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)，滾珠絲杠是其核心部件，滾珠絲杠的精度和各項(xiàng)性能直接影響數(shù)控機(jī)床定位精度和重復(fù)定位精度，進(jìn)而影響數(shù)控機(jī)床的加工精度。
然而，隨著高速加工技術(shù)不斷的發(fā)展，這種“旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)=滾珠絲杠”傳動(dòng)方式的弊端不斷表現(xiàn)出來(lái)。電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器、滾珠絲杠、螺母等一系列中間傳動(dòng)和變換環(huán)節(jié)，才變?yōu)楣ぷ髋_(tái)的直線運(yùn)動(dòng)。由于中間環(huán)節(jié)的存在，使得整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度降低，啟動(dòng)和制動(dòng)初期的能耗都用在克服中間環(huán)節(jié)的彈性變形上。尤其細(xì)長(zhǎng)的滾珠絲杠，是剛度最為薄弱的環(huán)節(jié)，其彈性變形可使系統(tǒng)的階次變高，系統(tǒng)的魯棒性降低，精密傳動(dòng)的定位精度性能下降。滾珠絲杠由載荷和溫度的變化引起的變形產(chǎn)生的誤區(qū)在一定程度上占主導(dǎo)地位。特別是滾珠絲杠的導(dǎo)程誤差對(duì)機(jī)床定位精度的影響最為明顯。
隨著數(shù)控機(jī)床、加工中心、CIMS等高科技技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)滾珠絲杠的精度及其各項(xiàng)性能指標(biāo)提出了越來(lái)越高的要求。所以滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)，特別是滾珠絲杠工作過(guò)程中的變形規(guī)律，提高其定位精度，使機(jī)床達(dá)到低成本高精度對(duì)機(jī)床行業(yè)有著很大的意義。
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