滚珠丝杠副在高速数控机床上的应用

高速加工是面向21世纪的项高新技术，它以高率、高精度和高表面质量为基本征，在航天航空、汽车产业、模具制造、光电工程和仪器仪表等行业中获得了越来越广泛的应用，并已取得了重大的技术经济益，是当代先进制造技术的重要组成部分。为了实现高速加工，先要有高速数控机床。高速数控机床必须同时具有高速主轴系统和高速进给系统，才能实现材料切削过程的高速化。为了实现高速进给，内外有关制造厂商不断采取措施，进步滚珠丝杠的高速性能。

主要措施有：

1)适当加大丝杠的转速、导程和螺纹头数。目前常用大导程滚珠丝杠名义直径与导程的匹配为：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其进给速度均可达到60m/min以上。为了进步滚珠丝杠的刚度和承载能力，大导程滚珠丝杠般采用双头螺纹，以进步滚珠的有承载圈数。

 2)改进结构，进步滚珠运动的流畅性。改进滚珠循环反向装置，优化回珠槽的曲线参数，采用三维造型的导珠管和回珠器，真正做到沿着内螺纹的导程角方向将滚珠引进螺母体中，使滚珠运动的方向与滚道相切而不是相交。这样可把冲击损耗和噪声减至小。

3)采用“空心强冷”技术。高速滚珠丝杠在运行时由于摩擦产生高温，造成丝杠的热变形，直接影响高速机床的加工精度。采用“空心强冷”技术，就是将恒温切削液通进空心丝杠的孔中，对滚珠丝杠进行强制冷却，保持滚珠副温度的恒定。这个措施是进步中、大型滚珠丝杠高速性能和工作精度的有途径。

4)对于大行程的高速进给系统，可采用丝杠固定、螺母旋转的传动方式。此时，螺母边转动、边沿固定的丝杠作轴向移动，由于丝杠不动，可避免受临界转速的限制，避免了细长滚珠丝杠高速运转时出现的种种题目。螺母惯性小、运动灵活，可实现的转速高。

5)进步进步滚珠丝杠的制造质量。通过采用上述种种措施后，可在定程度上克服传统滚珠丝杠存在的些题目。日本和瑞士在滚珠丝杠高速化方面直处于际地位，其快速移动速度可达60m/min，个别情况下甚至可达90m/min，加速度可达15m/s2。由于滚珠丝杠历史悠久、工艺成熟、应用广泛、本钱较低，因此在中等载荷、进给速度要求并不十分高、行程范围不太大(小于4～5m)的般高速加工中心和其他经济型高速数控机床上仍然经常被采用。