空心滚珠丝杠的特点和优势

由于滚珠丝杠具有较高的刚性和传动效率，已被应用于机床的进给系统，其跟踪精度直接影响工件的加工质量。在高速运动过程中，滚珠丝杠进给系统存在许多不利于系统性能提高的非线性因素和时变不确定性，包括工作台质量和位置变化、摩擦力、丝杠弹力、电机转矩波动和扰动力矩等。而神经网络具有无限逼近任何连续函数的能力。将神经网络与PID、滑模控制和反推控制相结合，达到提高工作台跟踪精度的目的。

数控机床的高速、高精度、高效率，对其传动部件的使用提出了更高的要求(滚珠丝杠)。并提高与之相适应产品质量。作为其典型代表，空心副滚珠丝杠，的所有企业都在克服自己的加工困难。空心滚珠丝杠是指带有全长或半长孔的滚珠丝杠。

机床上可以使用带内冷的空心滚珠丝杠副，可以最大限度地减小滚珠丝杠副在使用中的热伸长，从而保证机床的高精度定位，使半闭环CNC机床的定位精度提高50%。接近闭环系统的水平，从而大大降低了机床的制造成本，有效保证了机床的定位精度，防止和减少了机床相关部件的热变形，降低了滚珠丝杠转动时的转动惯量，增加了滚珠丝杠，的扭转刚度，减少了机床的预热时间。

空心滚珠丝杠加工的技术难点主要是解决内孔加工、内孔与丝杠滚道，淬火变形控制的同轴度、冷热加工余量匹配和螺纹磨削等问题。处理要点如下：

1)内孔加工中空螺杆的内孔都是深孔，长径比一般大于20。内孔加工采用深孔钻，加工采用专用钻头。加工时，先对加工好的外圆进行半精加工，然后以外圆为基准加工内孔和两端中心孔。

2)内外圆同心，以内孔为基准转动外圆。车削时应严格控制内外圆的同心度，严禁调直(后续加工也严禁调直)。

3)淬火变形的控制：淬火前磨削外圆，消除加工应力，保证淬火后硬化层深度均匀。

4)冷热加工余量外圆和滚道加工余量在冷热工艺中的合理分配是保证滚珠丝杠加工精度的关键考虑到加工中不允许调直，加工余量比常规螺杆大。

5)磨削空心滚珠丝杠多用于高档精密数控机床和设备。每个轴颈都有很高的尺寸精度和形位精度要求，对螺纹部分的中径尺寸变化、表面粗糙度和滚珠丝杠精度(2300 mm，全长)要求很高。这些要求通过研磨来保证。

空心滚珠丝杠具有加工细长轴和管件的特点，又具有螺杆两端薄壁零件的特点。在磨削过程中，由于夹紧力、磨削力和磨削热的影响，会产生变形，由此产生的形状误差会影响螺杆的精度。随着壁厚的减小和长径比的增大，加工难度增大。磨削时要注意其结构特点，尤其是螺纹磨削。

为保证螺纹精度，螺纹加工采用粗磨， 半精磨和精磨。这样可以逐步减少螺纹的磨削余量，逐步提高被加工螺纹的精度。低温时效处理(定性处理)安排在半精磨之后，以消除由于空心螺杆刚性差、散热性差，磨削时容易变形，因此需要合理选择磨削方式和切削参数。由于前道工序的节距误差和磨削余量，在粗磨，砂轮要以较快的修整速度修整，这样砂轮才能锋利，螺纹齿面才能快速露出，磨削时火花才能均匀。被加工螺纹中径的圆柱度和平行度应进行调整。精磨时尽量减少磨削力和热量。为保证螺纹的质量和精度，砂轮修整的速度应缓慢而均匀，磨削时修整量约为0.03~0.05 mm，切削量控制在0.03 mm，机头架转速控制在15 r/min以内，增加冷却油的流量，防止丝杠变形。