高速加工是面向21世紀(jì)的一項高薪技術(shù)，它以高效率，高精度和表面質(zhì)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(yīng)用，并已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)高速加工，首先要有高速數(shù)控機(jī)床。高速數(shù)控機(jī)床必須同時具有高速主軸系統(tǒng)和高速進(jìn)給系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)材料切削過程的高速化。為了實(shí)現(xiàn)高速進(jìn)給，國內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施，提高滾珠螺桿的高速性能。主要措施有：
適當(dāng)加大螺桿的轉(zhuǎn)速，導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前常用大導(dǎo)程滾珠螺桿名義直徑與導(dǎo)程的匹配為：400mm*20mm，50mm*25mm，50mm*30mm等，其進(jìn)給速度均可達(dá)到60m/min以上。為了提高滾珠絲杠的剛度和承載能力，大導(dǎo)程滾珠螺桿一般采用雙頭螺紋，以提高滾珠的有效承載圈數(shù)。
改進(jìn)結(jié)構(gòu)，提高滾珠運(yùn)動的流暢性。改進(jìn)滾珠循環(huán)反向裝置，優(yōu)化回珠槽的曲線參數(shù)，采用三維造型的導(dǎo)珠管和回珠器，真正做到沿著內(nèi)螺紋的導(dǎo)程角方向?qū)L珠引進(jìn)螺母體中，使?jié)L珠運(yùn)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。
采用空心強(qiáng)冷技術(shù)。高速滾珠螺桿在運(yùn)行時由于摩擦產(chǎn)生高溫，造成螺桿的熱變形，直接影響高速機(jī)床的加工精度。采用空心強(qiáng)冷技術(shù)，就是將恒溫切削液通入空心絲杠的孔中，對滾珠螺桿進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，保持滾珠副溫度的恒定。這個措施是提高中，大型滾珠螺桿高速性能和工作精度的有效途徑。
對于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng)，可采用螺桿固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動方式。此時，螺母一邊轉(zhuǎn)動、一邊沿固定的螺桿作軸向移動，由于絲桿不懂，可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制，避免了細(xì)長滾珠螺桿高速運(yùn)轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的種種問題。螺母慣性小，運(yùn)動靈活，可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。
進(jìn)一步提高滾珠螺桿的制造質(zhì)量。通過采用上述種種措施后，可在一定程度上克服傳動滾珠螺桿存在的一些問題。其最大快速移動速度可達(dá)60m/min，個別情況下甚至可達(dá)90m/min，加速度可達(dá)15m/s2。由于滾珠螺桿歷史悠久、工藝成熟、應(yīng)用廣泛、成本較低、因此在中等承荷、進(jìn)給速度要求并不十分高，行程范圍不太大的一般高速加工中心和其他經(jīng)濟(jì)型高速數(shù)控機(jī)床上仍然經(jīng)常被采用。 |
