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滾珠絲杠溫升產生的精度影響

滾珠絲杠在傳動過程中存在很多誤差，包括滾珠絲杠自身的制造誤差、熱變形誤差、受力變形誤差、安裝誤差等。大量研究表明，熱誤差是影響高速機床加工精度的主要因素之一。約占機床誤差的40-70%。熱誤差產生的過程為：發(fā)熱部件產生熱量，熱量通過接觸面向周圍傳遞，最終導致機床關鍵部件變形，從而產生誤差。
精密滾珠絲杠是數(shù)控機床的關鍵部件，滾珠絲杠的定位精度直接影響到整個加工精度。在實際使用過程中，不同的轉速將會導致滾珠絲杠產生不同的溫度變化，直接影響到滾珠絲杠的定位精度。
由于摩擦磨損的存在，滾珠絲杠系統(tǒng)在運行過程中會產生相應的溫度變化。當滾珠絲杠發(fā)熱量與熱量損失達到不平衡時，可認為系統(tǒng)達到平衡溫度。滾珠絲杠的發(fā)熱量主要由運行過程中的摩擦產生的，包括兩個熱源，軸承運動產生熱、滾珠絲杠運動生熱。滾珠絲杠的熱量以熱量以熱傳遞的形式散失在周圍的空氣中。
為了防止和減少熱變形誤差的方法有三種：降低熱源；控制熱流；熱穩(wěn)定結構設計。滾珠絲杠進給系統(tǒng)的主要熱源是螺母的移動速度、潤滑劑的使用情況以及零件間的裝配關系。滾珠絲杠的熱變形誤差是影響滾珠絲杠進給系統(tǒng)定位精度的主要因素，所以滾珠絲杠的熱特性分析是高速高精度機床必須要考慮的關鍵技術。
滾珠絲杠進給系統(tǒng)，主要熱源是螺母的移動引起的摩擦生熱和軸承的旋轉摩擦生熱。影響此摩擦生熱的主要因素包括螺母的移動速度、潤滑劑在使用情況以及零件間的裝配關系等。雖然機床的切割熱產生機床內部且發(fā)熱量很大，但切削熱對滾珠絲杠的進給系統(tǒng)影響很小，而且切削熱能夠及時被切削和冷卻液帶走。
為了補償滾珠絲杠熱變形對滾珠絲杠進給系統(tǒng)定位精度的影響，常常采用預拉伸滾珠絲杠的方法。滾珠絲杠的預拉伸通過滾珠絲杠兩端螺紋部分的鎖緊螺母的預緊達到的，相當于給滾珠絲杠的支撐軸承添加預負荷，其主要目的是：提高滾珠絲杠的旋轉精度；提高滾珠絲杠的剛性；補償滾珠絲杠的熱膨脹；抑制滾追絲杠的振動和異常噪音發(fā)出；防止流動體的滑動；決定滾動體的位置。
因為預拉伸力的大小會影響軸承的壽命，并導致機床結構變形，所以預拉伸力的大小必須合理選取。預拉伸力的大小會影響軸承的發(fā)熱：預拉伸力變大，會使軸承發(fā)熱量增加，使?jié)櫥驼扯冉档?，影響潤滑油功效。同時發(fā)熱量增大也會影響滾珠絲杠的熱變形，降低滾珠絲杠的定位精度，始終影響機床的加工精度。
發(fā)熱量的抑制不要使?jié)L珠絲杠與螺母的預緊力過大，預緊就是滾珠絲杠內，預先施加的軸向載荷。其目的就是消除滾珠絲杠的軸向間隙，提高滾珠絲杠的軸向接觸剛性，但預緊力太大，會影響發(fā)熱增加，減少壽命。由于發(fā)熱引起的熱變形會嚴重影響滾珠絲絲杠的定位精度?？梢圆捎么髮С虧L珠絲杠來減少滾珠絲杠的轉速，在改變進給速度相同的前提下，轉速下降，從而減少發(fā)熱量。

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