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滾珠絲杠副高速化的技術(shù)對(duì)策

2019.11.01

滾珠絲杠螺母副是數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要功能部件

。隨著數(shù)控機(jī)床向高速化方向發(fā)展，對(duì)機(jī)床的進(jìn)給速度提出了更高的要求

。雖然目前人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)高速進(jìn)給探索研究出直線電動(dòng)機(jī)

、并聯(lián)虛擬軸機(jī)床

，但由于它們成本高以及技術(shù)不是很完善等問(wèn)題

，還沒(méi)能被廣泛接受

。因而高速滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)系統(tǒng)在高速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中仍然占主導(dǎo)地位。因此

，有必要對(duì)實(shí)現(xiàn)絲杠螺母副高速化的方法及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行研究

。

1.高速的實(shí)現(xiàn)方法

（1）加大導(dǎo)程和螺紋頭數(shù) 這就是我們常說(shuō)的大導(dǎo)程滾珠絲杠副，先前的觀點(diǎn)是因?qū)С淘龃蟛焕谔岣邔?dǎo)程精度

，而且進(jìn)給系統(tǒng)的靜剛度迅速下降

，所以只適用于對(duì)定位精度要求不高的快速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合

。

（2）增加絲杠的旋轉(zhuǎn)速度

，增加電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度可以提高進(jìn)給速度，但是由于絲杠本身的固有頻率

，因而存在臨界速度的限制

。

（3）絲杠固定，螺母驅(qū)動(dòng)螺母一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊沿固定的絲杠作軸向移動(dòng)

，沒(méi)有了作為轉(zhuǎn)速上限的回轉(zhuǎn)絲杠的彎曲臨界轉(zhuǎn)速

。但是彎曲固有頻率在固定絲杠的情況下也必須加以考慮

（4）絲杠和螺母同時(shí)驅(qū)動(dòng)

。

2. 高速化引發(fā)問(wèn)題的解決對(duì)于高速機(jī)床來(lái)說(shuō)

，在滿足高速度的前提下，還要保證高精度

，片面地要求高速度是沒(méi)有意義的

。滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)在高速下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行都會(huì)導(dǎo)致滾珠絲杠溫度的上升，隨之勢(shì)必產(chǎn)生滾珠絲杠的軸向熱位移

，直接導(dǎo)致機(jī)床進(jìn)給軸的定位精度下降。為此

，需要采取一定的措施來(lái)抑制熱位移

，改善機(jī)床進(jìn)給軸的定位精度，從而提高機(jī)床的工作精度

。

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