滚珠丝杠的精度和各项性能直接影响数控机床的定位
滚珠丝杠的精度和各项性能直接影响数控机床的定位
滚珠丝杠是数控机床进给系统的核心部件，采用滚珠丝杠是提高系统灵敏度、定位精度和防止爬行的有效措施。滚珠丝杠的精度和各项性能直接影响数控机床的定位精度和重复定位精度，特别是滚珠丝杠的导程误差对加床定位精度的影响最为明显。数控技术是机械加工技术、电子技术、计算机技术、自动控制技术、监控监测技术等多 学科紧密结合的新技术。数控技术保证产品达到极高的加工精度和稳定加工质量，操作过程易于实现自动化，生产效率高，生产准备周期短，可以大大的节省专用工艺设备，特别是在适应机械产品更新换代、小批量、多种产品生产方面。而加工中心，柔性制造单元、柔性制造系统以及计算机集成制造系统是数控发展的必然趋势。
数控机床的精度指标主要有加工精度、定位精度和重复定位精度，其中加工精度是数控机床追求最终的精度，是衡量数控机床工作性能的非常重要的精度指标，而数控机床的加工精度受到数控机床、装配精度、伺服系统性能、工艺参数及外界环境等因素的影响。随着对数控机床加工的要求不断提高，如何提高数控机床加工精度将成为机床研究的重点研究方向。
滚珠丝杠进给系统的动态特性受到机械间隙、丝杠的扭转刚度、螺距周期误差、摩擦以及惯性的影响。他们的存在，增加了工作台运动对CNC指令的反应时间。此外，这些元件还容易磨损，必须对其进行定期的维护，这将进一步降低滚珠丝杠的精度和工作可靠性。另外，当工作台行程较长时，细长的丝杠刚性较差，进给系统的动态性能会大大降低。而且传统的旋转点击带动滚珠丝杠的进给传动方案，因为工作台的惯性以及受螺母丝杠本身结构的限制，其进给速度一般小于20~30m/min，加速度很难突破1g。但在我国主要的进给系统仍然是传统的滚珠丝杠进给系统占主导地位。
滚珠丝杠在传动过程中存在很多的误差，包括滚珠丝杠自身的制造误差、热变形误差、受力变形误差、安装误差等。大量的研究表明，热误差是影响高速机床加工精度的主要因素之一，约占机床总误差的40%~70%。热变形误差产生的过程为：发热部位产生热量，热量通过接触面向周围传递，最终导致机床关节部件变形，从而产生误差。与之相对的，防止减少热变形误差的方法有三种：降低热源；控制热流；热稳定结构设计。滚珠丝杠进给系统的主要热源是螺母的移动引起的摩擦生热和轴承的旋转摩擦生热。影响此摩擦生热的主要因素包括螺母的移动速度、润滑剂的使用情况以及零件之间的装配关系。
随着数控机床、加工中心、CIMS等高科技技术的迅猛发展，对滚珠丝杠的精度及其各项性能指标提出了越来越高的要求。所以研究滚珠丝杠进给系统，特别是滚珠丝杠的工作过程中的变形规律，提高定位精度，使我国机床达到低成本精度对我国机床行业有着很多的作用。
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