滚珠丝杠进给系统抵抗热变形措施

关于滚珠丝杠进给系统的抗热变形措施，阐述了加热是引起滚珠丝杠进给系统变形的主要因素。同时，它也是影响滚珠丝杠副定位精度和机床加工精度的主要因素。因此，找出抵抗热变形的措施对提高进给系统的定位精度和机床的加工精度具有重要意义。抵抗热变形的措施有很多，但各有优缺点，选择时要慎重。

1、发热量的抑制

①不要使滚珠丝杠与螺母的预紧力过大。预紧就是在滚珠丝杠内预先施加轴向载荷。其目的是消除滚珠丝杠副的轴向间隙提高滚珠丝杠副的轴向接触刚性但预紧力太大会导致发热量增加。寿命减少。同时由于发热引起的热变形会严重影响滚珠丝杠副定位精度和机床的加工精度。

②采用大导程滚珠丝杠来减少滚珠丝杠的转速。目的是在不改变进给速度的前提下降低转速从而减少发热量。导程值过大时增加了滚珠丝杠副的制造难度降低了滚珠丝杠副承载能力和效率使精度难以提高而且增加了伺服电动机的起动力矩。

2、施加强制冷却

①使用空心的滚珠丝杠轴，灌注冷却液体。

采用“空心强冷”技术，就是将恒温切削液通入空心丝杠的孔中，对滚珠丝杠进行强制冷却，保持滚珠丝杠温度的恒定。既可以减少丝杠的重量和惯量，又可以提高丝杠转速，提高进给快移速度和加速的能力,减少热影响。这里存在两点难度，一是很难保证切削液恒温，二是旋转的丝杠与冷却液输送装置之间需要动静转换装置。既增加了滚珠丝杠进给系统的复杂性，又降低了滚珠丝杠的轴向刚性。

②用润滑油和空气等对滚珠丝杠的外围进行冷却

目的是把滚珠丝杠及周边的热量及时带走，避免丝杠温度上升。如果用空气，可以在不影响滚珠丝杠副的前提下，只需加快滚珠丝杠副周边的空气的流动，既增加对流换热系数，即可取得良好的冷却效果。

3、免受温度上升造成的影响

①将滚珠丝杠预拉伸安装。

目的是补偿滚珠丝杠的热膨胀并消除轴承的轴向间隙。然而，过大的轴向预拉伸力会促进轴承发热，降低轴承承载力，影响轴承寿命。由于滚珠丝杠在工作过程中在螺母的移动范围内局部产生热量，并且丝杠轴承提供的轴向力最多可以在丝杠中产生均匀的应力和单位伸长率，因此预拉伸丝杠不可能补偿热膨胀。

②将基准移动量的目标值设为负值

目的是补偿由于热膨胀和受力引起的变形。但由于环境温度一年四季的差异和滚珠丝杠在工作过程中在螺母移动范围内局部生热的原因，这种方法也存在一定的弊端。

4、仪器检测补偿

通过测量螺母的实际位置直接补偿螺母的位置误差，这被称为直接补偿法。这种方法需要一个精确的位置测量系统，如激光干涉仪、线性光栅尺等。然而，这些系统非常昂贵，并且对外部条件的变化（如振动、环境温度变化等）过于敏感。

还可以使用了一些其他方法，如及时添加适当的润滑剂，加工后零件温度稳定，采用导热系数小的滚珠丝杠等。