滾珠絲杠在高速數(shù)控機(jī)床中的使用

 滾珠絲杠副是一種在絲杠和螺母之間以滾珠作為滾動(dòng)體的新型絲杠傳動(dòng)元件。在國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)界引起了廣泛的興趣和關(guān)注，在這短短的時(shí)間內(nèi)，能得到如此迅速的發(fā)展和更普遍的應(yīng)用，主要的原因是由于滾珠絲杠副不可能具備的?？傊?，它具有許多良好的機(jī)械傳動(dòng)性能，因此，滾珠絲杠副已成為一種非常有效和普遍適用的絲杠傳動(dòng)元件。還可由滾動(dòng)軸承等專業(yè)廠家生產(chǎn)供應(yīng)，為用戶提供新穎的配套部件，可根據(jù)自身需求輕松選擇和訂購(gòu)。

滾珠絲杠具有高效、高精度和高表面質(zhì)量的基本特點(diǎn)，已廣泛應(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)，并取得了顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)高速加工，實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)控機(jī)床，高速數(shù)控機(jī)床必須同時(shí)具備高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)高速材料切削工程。為了實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給，國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家不斷采取措施提高滾珠絲杠的高速性能。

 適當(dāng)增加螺桿的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋數(shù)。常用大導(dǎo)程滾珠絲杠的公稱直徑與導(dǎo)程的匹配有：40mm×20mm、50×25mm、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)。

改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高球運(yùn)動(dòng)的流暢性，改進(jìn)滾珠循環(huán)返回裝置，優(yōu)化滾珠返回槽的弧形槽形，采用三維槽式滾珠導(dǎo)向管和滾珠返回裝置，使?jié)L珠沿導(dǎo)程角方向引入螺母體內(nèi)螺紋。滾道是相切的而不是相交的。這最大限度地減少了沖擊損失和噪音。

 采用“中空強(qiáng)冷”技術(shù)。高速滾珠絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)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(jī)床的加工精度。采用“空心強(qiáng)制冷卻”技術(shù)，即將恒溫切削液通入空心螺桿的孔內(nèi)，對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，使?jié)L珠副的溫度保持恒定，該措施是提高中、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑。

 對(duì)于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng)，可采用固定絲杠和旋轉(zhuǎn)螺母的傳動(dòng)方式。此時(shí)，螺母旋轉(zhuǎn)并沿固定絲杠軸向移動(dòng)，由于絲杠不動(dòng)，可以避免受到臨界速度的限制，避免細(xì)長(zhǎng)滾珠絲杠高速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的各種問(wèn)題，螺母慣性小，動(dòng)作靈活，可達(dá)到的轉(zhuǎn)速高。

 進(jìn)一步提高滾珠絲杠的制造質(zhì)量。通過(guò)上述措施，可以在一定程度上克服傳動(dòng)系統(tǒng)滾珠絲杠存在的一些問(wèn)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，滾珠絲杠的最高速度可達(dá)60m/min，個(gè)別情況下甚至可達(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，目前仍常用于一般高速加工中心等中等載荷、低進(jìn)給速度要求、低進(jìn)給速度的經(jīng)濟(jì)型高速數(shù)控機(jī)床行程范圍采用。