滾珠絲杠螺母優化

隨著數控機床的發展，對高速滾珠絲杠軸的需求越來越大。而高速滾珠絲杠副是精密滾珠絲杠副與大導程滾珠絲杠副性能的綜合，所以設計要合理選擇絲杠對的絲杠轉速和絲杠導程。一般高速滾珠絲杠導程較大，如采用內循環結構，反向尺寸較大，軸承滾珠會減少，切球時高速運動流暢性差；因此，內循環方式不適合高速滾珠絲杠軸外循環插管型或端蓋型。同時，要使滾珠絲杠軸達到高速，還需要解決以下問題：

滾珠絲杠軸的振動和噪聲，高速時滾珠絲桿產生的噪聲主要是由于導氣管進出口（插管外循環）的滾珠碰撞和滾珠之間的摩擦引起的。在循環過程中鋼球的反向點設計是非常重要的，它直接影響到鋼球振動以及與導向管的碰撞，所以應合理選擇反向角度，產生噪聲的主要原因是球球在整個循環回路中運動不順暢，螺桿滾道表面的形狀和表面質量都會影響滾珠的流動。此外，為了降低球與球之間的碰撞和摩擦所產生的噪聲，人們受到滾動軸承的啟發，還設計了帶有滾珠保持架的高速滾珠絲杠軸，為了降低滾珠絲杠軸的振動和噪聲，除了合理設計倒鉤點外，提高滾珠絲杠的整體質量非常重要。例如，螺桿螺距誤差分布不僅影響定位精度，而且影響螺桿副的動態摩擦力矩，進而影響螺桿工作的發熱和噪聲；螺母反推器滾道廓形的精度及其相對于螺母內滾道的位置，將直接影響到滾珠循環的順暢性，對減少滾珠進出反向器的沖擊起著決定性的作用。

滾珠絲杠軸的強度和剛度，只有在瞬間達到高速行駛，在瞬間準出高速直線運動才有意義，即運動的加（減）速要高。在這種情況下，滾珠絲杠副往往受到很大的沖擊，如果沒有足夠的強度和剛度，就會產生較大的變形，影響定位精度。因此，不僅要求有合理的結構設計，還要合理安排熱處理工藝，消除內應力，提高基體強度，從而提高螺桿的承載能力和剛性，滿足高速驅動的要求。

滾珠絲杠軸的溫升問題是高速運轉后不可避免的問題。眾所周知，滾珠絲杠軸是一個細長的零件，溫升引起的熱伸長非常明顯，這將極大地影響定位精度和摩擦力矩。降低滾珠絲杠副溫升的方法是降低其發熱量或增加其散熱量，對絲杠副施加預拉力可以吸收部分熱量，這是一種減少熱量的方法；增加散熱量的有效方法是進行強制冷卻，也就是使螺桿中空，使冷卻液通過中空螺桿將是一種較好的結構，以減少在高速驅動中的溫升。此外，滾珠絲杠軸的熱變形預測和補償的閉環反饋系統，臺灣學者對滾珠絲杠傳動系統的熱變形進行了深入的研究。

總之，要排除滾珠絲杠副軸螺母故障，應首先掌握滾珠絲桿螺母副的工作原理，然后根據現象判斷其發生的原因，最后檢查相關部件的狀態、位置、外觀，本著由簡到難、由外而內，這樣就可以排除故障，提高數控機床的使用壽命和工作效率。