滾珠絲杠副在高速數控機床上的應用

        高速加工是面向21世紀的一項高新技術，它以高效率、高精度和高表面質量為基本特征，在航天航空、汽車工業(yè)、模具制造、光電工程和儀器儀表等行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應用，并已取得了重大的技術經濟效益，是當代先進制造技術的重要組成部分。為了實現(xiàn)高速加工，首先要有高速數控機床。高速數控機床必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進給系統(tǒng)，才能實現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實現(xiàn)高速進給，國內外有關制造廠商不斷采取措施，提高滾珠絲杠的高速性能。主要措施有：
1)適當加大絲杠的轉速、導程和螺紋頭數。目前常用大導程滾珠絲杠名義直徑與導程的匹配為：40mm×20mm，50mm×25mm，50mm×30mm等，其進給速度均可達到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力，大導程滾珠絲杠一般采用雙頭螺紋，以提高滾珠的有效承載圈數。
2)改進結構，提高滾珠運動的流暢性。改進滾珠循環(huán)反向裝置，優(yōu)化回珠槽的曲線參數，采用三維造型的導珠管和回珠器，真正做到沿著內螺紋的導程角方向將滾珠引進螺母體中，使?jié)L珠運動的方向與滾道相切而不是相交。這樣可把沖擊損耗和噪聲減至最小。
3)采用“空心強冷”技術。高速滾珠絲杠在運行時由于摩擦產生高溫，造成絲杠的熱變形，直接影響高速機床的加工精度。采用“空心強冷”技術，就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中，對滾珠絲杠進行強制冷卻，保持滾珠副溫度的恒定。這個措施是提高中、大型滾珠絲杠高速性能和工作精度的有效途徑。
4)對于大行程的高速進給系統(tǒng)，可采用絲杠固定、螺母旋轉的傳動方式。此時，螺母一邊轉動、一邊沿固定的絲杠作軸向移動，由于絲杠不動，可避免受臨界轉速的限制，避免了細長滾珠絲杠高速運轉時出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小、運動靈活，可實現(xiàn)的轉速高。
5)進一步提高滾珠絲杠的制造質量。通過采用上述種種措施后，可在一定程度上克服傳統(tǒng)滾珠絲杠存在的一些問題。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面一直處于國際領先地位，其最大快速移動速度可達60m/min，個別情況下甚至可達90m/min，加速度可達15m/s²。由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟、應用廣泛、成本較低，因此在中等載荷、進給速度要求并不十分高、行程范圍不太大(小于4～5m)的一般高速加工中心和其他經濟型高速數控機床上仍然經常被采用。
         液體靜壓蝸桿—蝸母條機構是在蝸桿—蝸母條的嚙合齒面注入壓力油，以形成一定厚度的油膜，使兩嚙合齒面間成為液體摩擦，其工作原理如圖8-9所示。  靜壓蝸桿—蝸母條傳動由于既有純液體摩擦的特點，又有蝸桿—蝸母條機械結構上的特點，因此特別適合于重型機床進給驅動系統(tǒng)。其主要特點有：