数控机床进给系统热变形分析及补偿抑制对策.pdf

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1、塞题；1．I膏橙数控机床及关键技术Topics：Middle-HighLevelc}{cMachineandKeyTechnology数控机床进给系统热变形分析及补偿抑制对策苟卫东①杨锦斌①谢黎明②靳岚②王书亭③(①青海一机数控机床有限责任公司，青海西宁810018；②兰州理工大学，甘肃兰州730050；③武汉天喻软件有限责任公司，湖北武汉430223)摘要：对抑制滚珠丝杠的温升及热变形进行了探讨，提出解决温升和热变形的方法。对提高滚珠丝杠副的加(减】速度特性及对运动指令的快速跟踪能力，保证滚珠丝杠轴系的系统刚度和丝杠副的轴向刚度，减小起动和停止瞬间弹性变形具有指导意义。关键词：滚

2、珠丝杠温升冷却技术热变形抑制技术中图分类号：TG659文献标识码：AHeat—deformationanalysisofCNCmachinetooJSfeedingsystemandcompensation&restraintmeasuresGOUWeidong①YANGJinbin①XIELiming②JINLan②WANGShuting③，，。，(①QinghaiNo．1CNCMachineToolCo．，Ltd．，Xining810018，CHN；②LanzhouTechnologyUniversity，Lanzhou730050，CHN；(~)WuhanTianyuSoft

3、wareCo．，Ltd．，Wuhan430223，CHN)Abstract：Afterdiscussingthemeasurestorestraintbothtemperatureriseandheat—deformantionofballscrewIanapproachofresolvingtemperatureriseandheat-deformationisoffered．Andthiskindofapproachhasaguidingroletoacceleration&decelerationcharacteristicsofballscrewpairspromotion

4、andarapidtrac—ingabilityaboutmovement，guaranteeingsystemrigidityofballscrewandaxialrigidityofleadscrewpairs，andaswellastoreducethestartingandstoppingofdeformationcausedbymomentelasticityKeywords：TemperatureRiseofBallScrew；CoolingTechnology；Heat—deformationRestraintTechnology滚珠丝杠副是数控机床和加工中心的关键部

5、件，而导致丝杠定位精度变化，尤其在高速进给过程中还起到精密传动和定位的作用。随着数控机床向高速高会造成丝杠传动系统的颤动和噪声。因此解决丝杠热精方向的发展对滚珠丝杠的精度提出了更高的要求。变形是非常重要的。一般来说，机床加工过程中影响加工精度的因素有机1滚珠丝杠螺母副高速化的主要问题床传动链误差、温度变化引起的误差、安装误差、操作者人为误差等。其中，温度引起的热变形误差是最大滚珠丝杠螺母副相对滑动丝杠螺母副来说，具有的，也是较难控制的，成为制约滚珠丝杠副高速化的关优良的传动特性，在数控机床的发展中做出了重要贡键因素。研究滚珠丝杠的温升及热变形规律对提高机献。但是，传统结构的滚珠丝杠

6、螺母副并不能满足机床的加工精度具有重要意义。床高速化的需要，表现出自身的一些缺点，主要表现在滚珠丝杠螺母副由于处于进给系统传动链的末以下几个方面：级，它的传动误差将直接影响到机床的定位精度，而温(1)滚珠丝杠螺母副传动系统的刚度较低，受系升引起的热变形通常是丝杠定位误差的主要组成部统共振临界转速的限制。由滚珠丝杠螺母副组成的振分。滚珠丝杠的温升是由多种因素引起的，对丝杠的动系统产生共振的临界转速，vc为传动系统是不利的。由温升导致丝杠产生热变形，进$“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项——高速立卧式加工中心攻关课题(课题编号：2009ZX04001—015)／一z⋯l等O

7、．主题：中高档数控机床及关键拄Topics：Middle-HighLevelCNCMachineandKeyTechnology度，采用固定一固定的支承形式。=√(‘1)3温升原因及对传动系统的影响分析式中：A为由支承形式决定的支承系数；K2为安全系数，K2=0．8；L为丝杠支承间距，mm；E为丝杠轴材料在机床加工范围内，根据所加工零件结构形式的的纵向弹性模量，MPa；，为丝杠轴螺纹小径的最小惯不同，加工时工况多变，进给系统按照指令在滚珠丝杠性矩，ITlm；p为丝杠轴