滚珠丝杠副高速化的技术对策

滚珠丝杠螺母副是数控机床进给驱动系统的主要功能部件。随着数控机床向高速化方向发展，对机床的进给速度提出了更高的要求。虽然目前人们为了实现高速进给探索研究出直线电动机、并联虚拟轴机床，但由于它们成本高以及技术不是很完善等问题，微型丝杆设计，还没能被广泛接受。因而高速滚珠丝杠螺母副传动系统在高速进给驱动系统中仍然占主导地位。因此，有必要对实现丝杠螺母副高速化的方法及相关问题进行研究。

1.高速的实现方法

（1）加大导程和螺纹头数 这就是我们常说的大导程滚珠丝杠副，先前的观点是因导程增大不利于提高导程精度，而且进给系统的静刚度迅速下降，微型丝杆工厂，所以只适用于对***精度要求不高的快速驱动场合。

（2）增加丝杠的旋转速度，增加电动机的旋转速度可以提高进给速度，但是由于丝杠本身的固有频率，因而存在临界速度的限制。

（3）丝杠固定，螺母驱动螺母一边转动一边沿固定的丝杠作轴向移动，没有了作为转速上限的回转丝杠的弯曲临界转速。但是弯曲固有频率在固定丝杠的情况下也必须加以考虑

（4）丝杠和螺母同时驱动。

2. 高速化引发问题的解决 对于高速机床来说，在满足高速度的前提下，还要保证高精度，片面地要求高速度是没有意义的。滚珠丝杠进给系统在高速下长时间运行都会导致滚珠丝杠温度的上升，随之势必产生滚珠丝杠的轴向热位移，直接导致机床进给轴的***精度下降。为此，需要采取一定的措施来***热位移，改善机床进给轴的***精度，从而提高机床的工作精度。

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滚珠丝杆与螺母的公称直径差和接触角的关系

我国大多数滚珠丝杆副的设计、制造单位所采用的双圆弧型滚珠丝杆副， 其初始接触角一般都设计成45度，由于各项误差的综合影响， 丝杆与螺母的公称直径如完全一致，则在不施加予紧力的情况下， 很难组装起来，并且即令装起来后， 根据螺母要能在丝杆上自行滚落滑下的技术条件，也很难符合要求。

一般采取使螺母的螺纹公称直径比丝杆的公称直径略大一些的措施，微型丝杆采购，这样带来了实际接触角偏大而影响滚珠在循环中出入回珠孔时的流畅性，使得质量和寿命下降，单圆弧型的滚珠丝杆副， 如果放松对公称直径的控制，也会出现类似现象减小初始接触角后， 能起到抵消因滚珠丝杆副公称直径差引起的部分接触角偏大影响， 对于提高滚珠丝杆付的使用质量及寿命延长， 都有一定的积极意义。

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滚珠丝杆的故障诊断：反向误差大，加工精度不稳定

故障原因:

A.丝杆轴联轴器锥套松动! 排除方法:重新紧固并用百分表反复测试 ；

B.丝杆轴滑板配合楔铁过紧或过松! 排除方法:重新调整或修研，使接触率达70％以上，用0.03mm赛尺不入为合格；

C.滚珠丝杆预紧力过紧或过松! 排除方法:调整预紧力，检查轴向窜动值，使其误差不大于0.015mm；

D.滚珠丝杆螺母端面与结合面不垂直，结合过松! 排除方法:修理、调整或加垫处理；

E.丝杆轴滑板配合压板过紧或过松! 排除方法:重新调整或修研，用0.03mm赛尺不入为合格；

F.丝杆支座轴承预紧力过紧或过松! 排除方法:修理调整；

G.滚珠丝杆制造误差大或轴向窜动! 排除方法:用控制系统自动补偿能消除间隙，用仪器测量并调整丝杆窜动 ；

H.润滑油不足或没有! 排除方法:调节至各导轨面均有润滑油；

I.其他机械干涉! 排除方法:排除干涉部位。

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