高速加工是面向21世紀(jì)的項(xiàng)高新技術(shù),它以高率、高精度和高表面質(zhì)量為基本征,在航天航空、汽車產(chǎn)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)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,先要有高速數(shù)控機(jī)床。高速數(shù)控機(jī)床必須同時(shí)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,內(nèi)外有關(guān)制造廠商不斷采取措施,進(jìn)步滾珠絲杠的高速性能。
主要措施有:
1)適當(dāng)加大絲杠的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)程和螺紋頭數(shù)。目前常用大導(dǎo)程滾珠絲杠名義直徑與導(dǎo)程的匹配為:40mm×20mm,50mm×25mm,50mm×30mm等,其進(jìn)給速度均可達(dá)到60m/min以上。為了進(jìn)步滾珠絲杠的剛度和承載能力,大導(dǎo)程滾珠絲杠般采用雙頭螺紋,以進(jìn)步滾珠的有承載圈數(shù)。
2)改進(jìn)結(jié)構(gòu),進(jìn)步滾珠運(yùn)動(dòng)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(dòng)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小。
3)采用“空心強(qiáng)冷”技術(shù)。高速滾珠絲杠在運(yùn)行時(shí)由于摩擦產(chǎn)生高溫,造成絲杠的熱變形,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進(jìn)空心絲杠的孔中,對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行強(qiáng)制冷卻,保持滾珠副溫度的恒定。這個(gè)措施是進(jìn)步中、大型滾珠絲杠軸承高速性能和工作精度的有途徑。
4)對(duì)于大行程的高速進(jìn)給系統(tǒng),可采用絲杠固定、螺母旋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)方式。此時(shí),螺母邊轉(zhuǎn)動(dòng)、邊沿固定的絲杠作軸向移動(dòng),由于絲杠不動(dòng),可避免受臨界轉(zhuǎn)速的限制,避免了細(xì)長(zhǎng)滾珠絲杠高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的種種題目。螺母慣性小、運(yùn)動(dòng)靈活,可實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速高。
5)進(jìn)步進(jìn)步滾珠絲杠的制造質(zhì)量。通過采用上述種種措施后,可在定程度上克服傳統(tǒng)滾珠絲杠存在的些題目。日本和瑞士在滾珠絲杠高速化方面直處于際地位,其快速移動(dòng)速度可達(dá)60m/min,個(gè)別情況下甚至可達(dá)90m/min,加速度可達(dá)15m/s2。由于滾珠絲杠歷史悠久、工藝成熟、應(yīng)用廣泛、本錢較低,因此在中等載荷、進(jìn)給速度要求并不十分高、行程范圍不太大(小于4~5m)的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。