精工機床在切削加工的過程當中，大量的熱量主要來源于各類電路、動力源、相 對運動的零部件之間生成的摩擦熱、切削熱、環(huán)境溫度變化傳導的熱量、冷卻系統(tǒng)帶 走的熱量等W。其中尤其是滾珠絲杠高速進給運動時，其熱變形嚴重阻礙了精工機床 ******性能的發(fā)揮。滾珠絲杠的熱伸長直接影響絲杠本身的螺距誤差，同時也會嚴重的 削弱滾珠絲杠副的傳動剛度，從而大大地降低了精工機床的加工精度、動態(tài)穩(wěn)定性與 響應的快速性。國外關于滾珠絲杠副熱變形研宄進行的比較早，專家學者已經(jīng)做了很 多的試驗研究工作。
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滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的前提?？招臐L珠絲杠、實心滾 珠絲杠的穩(wěn)定性用開環(huán)伯德圖來驗證，并從理論上用勞斯判據(jù)證明了從電機到工作臺 機械部分系統(tǒng)的穩(wěn)定性。根據(jù)上面的分析及表4.1、表4.2中的參數(shù)在 MATLAB/Simulink中建立整個系統(tǒng)、部分系統(tǒng)[4G'53]的仿真模型分別如圖4.2、圖4.3。
論文以某一型號的精工加工中心的伺服進給系統(tǒng)為研宄對象，探討了空心滾珠絲 杠的數(shù)學模型、邊界條件、仿真分析等，為空心滾珠絲杠的應用提供理論依據(jù)。該課 題的研宄不僅具較高的好理論研究價值，而且有重要的工程實踐應用價值。滾珠絲杠 伺服進給系統(tǒng)發(fā)熱問題是制約精工機床向高速、高精度發(fā)展的瓶頸問題，這一課題的 研宄有助于提升我國的精工機床伺服進給系統(tǒng)的水平。論文的主要研宄內(nèi)容和結(jié)論如 下：
本文對空心滾珠絲杠在機床伺服進給系統(tǒng)的應用做了深入的探討，得出了重要的 研宄結(jié)論；然而在時間緊迫的情況下，有一些問題仍需有待解決。因此，在現(xiàn)有研宄 的基礎上，可以考慮以下幾個方面：
為了與實心滾珠絲杠對比，論文在做了實心滾珠絲杠在不同的進給速度下的仿真 之后，接下來仿真空心滾珠絲杠在不同的轉(zhuǎn)速下的溫度分布及熱位移的規(guī)律。
不同的冷卻介質(zhì)對滾珠絲杠的散熱過程有重要的影響，而冷卻介質(zhì)的參數(shù)中比 熱、導熱系數(shù)對滾珠絲杠的散熱影響******。表3.6是常用的冷卻介質(zhì)的參數(shù)。
對于空心滾珠絲杠副的開口大小不僅影響到滾珠絲杠的溫度場分布與滾珠絲杠 副的強度，而且與絲杠的加工工藝有很大的關系。超細長孔的加工一直是加工制造業(yè) 的一個關鍵工藝。所以，針對絲杠的開孔的大小，本文從溫度場與強度兩個方面綜合考慮。
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 不斷增強對精工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。
在國內(nèi)，浙江大學對機床熱誤差補償特別是熱變形研宄得比較早，取得了重要的 成果為溫度傳感器測點在滾珠絲杠上的選取和熱誤差模型的建立提供了重要的依 據(jù)。學者傅建中提出了針對溫度誤差補償?shù)膬?yōu)化模型：模糊神經(jīng)網(wǎng)絡模型[2°]，并由軟 件仿真實驗驗證了其模型的正確性。近年來，浙江大學組織研究了人工智能專家?guī)煸?精工機床定位精度及誤差補償中的應用，取得了很多的成果。浙江大學的學者還改進 了精工機床熱誤差Fuzzy前饋補償方法，通過仿真驗證了理論上的正確性，確立了國 內(nèi)熱誤差補償?shù)念I先地位。