第一章緒論
1.1課題背景
目前世界上主要的制造業(yè)強國對先進制造技術的投入不斷地加強,高速加工、精 密制造等先進技術的應用日益增多,柔性系統(tǒng)的快速發(fā)展,超大規(guī)模集成電路功能的 不斷增強對數控加工技術水平提出了更加緊迫的時代要求[1?5]。機床的熱誤差是機床 誤差的重要組成部分,有研宄表明,機床的熱誤差占到總誤差的30%—50%[6],這主要 是主軸單元和滾珠絲杠的熱變形誤差。隨著機床的高速化,滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的 熱誤差越來越影響機床的定位精度與加工精度。
數控機床伺服進給系統(tǒng)的結構組成如圖1.1所示,主要包括:編碼器、電機、聯(lián) 軸器、滾珠絲杠副、支撐軸承組、光柵尺、導軌、工作臺等。其工作原理是將伺服電 機的旋轉運動通過滾珠絲杠副轉化為工作臺的直線進給運動,進行工件切削加工。
在滾珠絲杠進給系統(tǒng)中,熱源主要包括絲杠滾道與滾珠、滾珠與螺母滾道的摩擦 熱、滾珠與支撐軸承內外圈的摩擦熱,伺服電機發(fā)熱傳遞到絲杠上的熱,環(huán)境的輻射 熱等。其中滾珠絲杠的摩擦熱占很大的比重,尤其在高速進給條件下,摩擦發(fā)熱更加 嚴重,這會使?jié)L珠絲杠產生軸向熱伸長。如圖1.2所示,一方面這會導致了工作臺 的定位精度的下降,影響了工件的加工精度;另一方面從熱伸長導致絲杠拉伸剛度降 低的角度看,較大的剛度的降低也會使系統(tǒng)的固有頻率降低,影響了伺服系統(tǒng)的快速 響應性。
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