解決滾珠絲杠溫升誤差

滾珠絲杠副的傳動(dòng)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(jī)床加工精度的主要因素之一，約占機(jī)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(dǎo)致機(jī)床關(guān)鍵部位變形，產(chǎn)生誤差。

相應(yīng)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(shè)計(jì)。滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)的主要熱源是螺母運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(jìn)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(jī)床必須考慮的關(guān)鍵技術(shù)。

熱量從一個(gè)物體的一部分傳遞到另一個(gè)物體，或從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)與之接觸的物體，就變成了熱傳導(dǎo)。在熱傳導(dǎo)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(diǎn)的溫度在熱傳導(dǎo)過程中隨各點(diǎn)的位置和時(shí)間而變化，在任何時(shí)刻，所有點(diǎn)的溫度值的總和稱為溫度場。溫度場，如果其溫度隨時(shí)間變化，則稱為瞬態(tài)溫度場；如果其溫度不隨時(shí)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(gè)位置坐標(biāo)變化，則稱為空間溫度場；如果溫度在平面內(nèi)僅隨兩個(gè)位置坐標(biāo)變化，則稱為平面溫度場。

為了補(bǔ)償滾珠絲杠的熱變形對滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)定位精度的影響，常采用預(yù)拉伸滾珠絲杠的方法。滾珠絲杠的預(yù)緊是通過滾珠絲杠兩端螺紋部位的鎖緊螺母預(yù)緊來實(shí)現(xiàn)的，相當(dāng)于給滾珠絲杠的支撐軸承增加了預(yù)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(bǔ)償滾珠絲杠的熱膨脹④抑制滾珠絲杠的振動(dòng)和異響及旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)⑥確定位置的滾動(dòng)體。

因?yàn)轭A(yù)緊力的大小會影響軸承的壽命并引起機(jī)床結(jié)構(gòu)的變形，所以必須合理選擇預(yù)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(yīng)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(jìn)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(dòng)，降低環(huán)境溫度。