论文部分内容阅读
精密滚珠丝杠副是数控机床、精密仪器和仪表以及各种精密机械设备中的关键零部件，其精度的高低对数控机床等设备的精度有很大影响。如何提高滚珠丝杠的加工制造精度，特别是螺距的加工精度是本课题的主要任务。
本文首先分析了精密丝杠磨削过程中，机床、刀具(砂轮)、工件以及所采用磨削工艺等方面所产生误差对丝杠磨削精度的影响，对误差的变化规律进行了理论分析和实验研究。为正确合理使用机床，进而采取有效的补偿控制方法提高丝杠的磨削精度提供了理论基础。
精密丝杠加工过程中机床的传动误差以及工件的热变形误差是影响丝杠螺距精度的主要因素。本文采用动态测量方法测量机床传动误差，选用高精度角度和位移传感器，并在测量采样时采用绝对法，使各采样周期的误差不累加。结合现有的磨削温度场计算的理论，本文采用有限元方法对丝杠磨削热变形进行计算，对丝杠磨削过程中磨削热的热源强度进行了分析和计算，建立了丝杠磨削热引起的温度分布理论计算模型。研究了精密丝杠加工过程中丝杠的热变形规律，在此基础上分析了温升和丝杠热变形的关系。文中采用有限元分析计算和计量室测量相结合的方式通过两者误差数据拟合的方式共同计算出丝杠热变形误差，为解决磨削过程中工件热变形引起的螺距误差提供了一条有效的途径。
建立了一套基于RS485现场总线的、用于滚珠丝杠数字化补偿加工的现场总线系统。下位机以8位单片微机为控制核心，采用步进电机控制的误差校正机构以完成滚珠丝杠的补偿加工。上位机采用VB6.0开发设计，用于实现热变形误差的下传。上位机能够实时显示丝杠热变形误差曲线，对热变形误差数据进行存储、分析、修改。
本文所研制开发的滚珠丝杠螺纹磨床误差补偿系统通过对不同规格工件、不同工艺条件下的磨削加工表明，采用该补偿系统后，工件的磨削加工精度比原来提高1-2个精度等级，能实现2级(原C级)高精度滚珠丝杠的磨削加工。