滚珠丝杠的磨损特性分析
滚珠丝杠的磨损特性分析
Kaiyun电子体育 是数控装备的核心部件之一，其可将丝杠活螺母的旋转运动转换为沿丝杠轴向的直线运动，也可将直线运动转换为旋转运动，与接触螺旋面存在较大滑动摩擦阻力的滑动螺旋传动不同，滚珠丝杠将滚珠至于丝杠和螺母滚道之间，运动是克服数值较低且占主要地位的滚动摩擦，所需驱动力矩仅为滑动丝杠的三分之一。由于滚珠丝杠具有定位精度好、传动效率高、可靠性高、寿命长等优点，被普遍使用在数控机床的进给系统中传递力和运动，是数控机床的关键功能部件，尤其是有特殊工况下（重载机械、航天航空），滚珠丝杠起到了不可替代的作用。作为数控机床的核心基础部件，滚珠丝杠的性能直接影响到机床的性能。如：滚珠丝杠的精度和刚性关系到机床的精度和刚性；滚珠丝杠的最大速度关系到高速机床的性能；对于滚珠丝杠的噪声与温升，其振动会影响工件表面加工质量，温升产生的轴向热位移影响加工中进给轴的定位精度等。
近年来滚珠丝杠产品不断向高性能方向发展，虽然我国滚珠丝杠生产产品质量及批量生产技术上有明显的提高，但在高端产品上，滚珠丝杠的精度、最高速度、噪音、温升等控制方面均明显落后于国外先进产品，同事也是提高市场竞争力的重要手段之一。
在数控技术想高速化、精密化发展的前提下，滚珠丝杠存在使用寿命短、温升快、可靠性差、磨损失效快等一系列问题，严重影响了生产加工的质量。国产滚珠丝杠在高端产品上性能明显落后于国外先进产品，其中一个原因就是精度保持性基础理论研究严重缺失。精度保持性日益成为滚珠丝杠的重要性能指标，该指关系到我国馋滚珠丝杠的被信任度，关系到中国装备时候装备中国功能部件，如何提高滚珠丝杠的精度保持性解决。
精密与超精密加工技术及装备在现代军事、航空航天工业及高端民用产品的制造领域中具有非常重要的地位，对我国工业的发展具有重要的影响作。超精密加工主要包括以下几个领域：超精密切削加工（车削与铣削）、超精密磨削加工、超精密研磨抛光加工（机械研磨、机械化学研磨和研抛等）、超精密特种加工（电子束、离子束和激光束加工等）以及新近发展起来的纳米技术。
研磨加工是精密零件的精密加工方法之一，是一种在工业社会早期就已经出现并随后开始大规模推广应用的精密加工手段。在各种精密加工方法中，精密切削、精密磨削的实现在很大程度上依赖于加工设备、加工工具以及其他相关技术的支持，并受环境因素的影响和限制，要真正实现高精度的加工十分困难。而精密研磨技术由于具有加工原理独特、加工设备结构简单、对设备制造精度和对环境因素要求不高等特点，已成为精密加工技术中的一个重要部分。
当工件表面粗糙度达到一定精度，决定其可靠性的主要因素是表面残余应力、微硬度等物理性能。由于两根丝杠材料相同，在计算时使用了相同的屈服极限进行计算；对于已磨丝杠出现的计算值整体处于测量值之上的情况，认为是研磨带来的丝杠材质物理性能改善的结果，即残余压应力的提高，这一点在摩擦力矩的对比中也有反映。表面残余应力是材料的表面力学性能之一，对材料的疲劳断裂、磨损和腐蚀等失效形式有重要影响，优化材料表面力学性能是提高材料整体性能和寿命的有效手段。因此，综合两根丝杠行程误差、摩擦力矩的变化规律以及行程误差测量值与计算值的对比情况，认为研磨工艺不仅可以增加丝杠的精度储备量，其对丝杠材质性能的改善有助于降低丝杠的精 度损失速度，延长丝杠精度寿命。
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