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破解特殊航材加工 高重精滾動（dòng）功能部件實現配套
2013-5-21  來源：  作者：
     在高檔數控（kòng）機床與基礎製造裝備國家科技重大專項中，南京工藝裝備製造（zào）有限公司（以下（xià）簡稱南京工藝）先後承擔了高速、重載、精密滾珠絲杠及直線導軌研製和高速、重（chóng）載、精密滾動功能部件產業化關鍵技術開發與應用研（yán）究兩個課題。
     
　　高（gāo）速龍（lóng）門五軸加工中心產（chǎn）品（pǐn）主（zhǔ）要用於航空（kōng）製造業複雜特殊材料的加工，其對滾珠絲杠副（fù）、滾動直線導軌副在（zài）精度、有效行（háng）程、軸速度，以及（jí）滾（gǔn）動功能部件在（zài）噪音、溫（wēn）升等方（fāng）麵都有很高的要求。
     
　　針對上述要求，南京工藝確定了該機床配套用（yòng）滾動功能（néng）部（bù）件存在的兩大（dà）技術難點：即（jí）Y軸滾（gǔn）珠絲杠副以及X軸直線導軌副對高速、重載、精密等方麵的高要求。
     
　　由於Y軸（zhóu）滾珠絲杠副（fù）慣量大（dà），選擇多（duō）大導程、何種循環結構以及如何驅動可實現高速度，采用多大（dà）滾珠可實現高承載，如何抑製溫升等均成為項目的難點（diǎn）。而（ér）X軸直線導（dǎo）軌副采用何種結構型式滿足高速、高剛性重載要求，對（duì）於6米長度如何確保導軌副（fù）精密要求仍是項目的難點。
     
　　麵對上述一係列技術難點，南京工藝利用產學研用（yòng）協同創新模式，成功開發係列高速、重載、精密滾動功能部件。
     
　　在高速、重（chóng）載、精密滾珠絲（sī）杠副開發方麵：采用以螺母旋轉為主驅動的方式解決絲杠副慣量（liàng）大的問題，同時采用絲杠中空強冷抑製溫升。麵對絲杠既要實（shí）現高速又要具備高剛性（xìng）和承（chéng）載的實際矛盾，將絲杠副采用特（tè）殊循環返向結構（gòu）設計，應用（yòng）動力學理論及CAE仿真技術，對循（xún）環返向結構進行優化設計；搭建（jiàn）構建滾珠絲杠副的低（dī）階和高階剛度模型，對滾珠絲杠副的接觸變形的模型進行（háng）研究，合理選擇絲杠副的導（dǎo）程和（hé）滾珠直徑，確保絲杠副具有高承載和高剛性。在關鍵工（gōng）藝上，研究磨削（xuē）顫振與燒傷現象的識別方法，並通過對機床動態特性的測量與分析，找出機床動態特性對滾珠絲杠磨削質量的（de）影響規律，減少與消除磨削顫振與燒傷現象（xiàng）的磨（mó）削工藝方法，保證滾珠絲杠（gàng）的表麵質量。建立大（dà）導程內螺紋幹涉磨的數學模型，通過實時修正砂輪截麵形狀，解決（jué）大（dà）導程（chéng）滾珠（zhū）螺母滾道的精密磨削瓶頸。
     
　　在高速、重載、精密直線導軌副（fù）方麵，為滿足高剛性重載，導軌副采用彈性變形小的滾柱為滾動體，並通過對圓柱型滾動體（tǐ）接觸（chù）剛度（dù）及摩（mó）擦機理研究，對滾（gǔn）道（dào）截（jié）麵（miàn）形狀進行優化設計，提高以滾柱為（wéi）滾動體的滾動導軌副的動靜負載，實現超高剛性。
     
　　為滿足導軌副的高速（sù）運（yùn）轉及低噪音，設計中通過在滾柱間隔中增加保持鏈的方式，以消除（chú）滾動直線導軌副在（zài）高速運行時滾（gǔn）動體之間的逆向阻礙和（hé）碰撞，使滾動（dòng）體能（néng）夠保證流暢穩定的滾動，加之改善循環係統的結（jié）構件（jiàn），使（shǐ）得導軌副在高速運（yùn）行時（shí）噪音及發熱量大為降低，實現（xiàn）了導軌副（fù）的高速、高（gāo）精運動。
     
　　與此同時，為驗證上述產品的結構設計和製造，南京工藝（yì）還同步搭建了（le）高速滾珠絲杠及高速滾（gǔn）動直線導（dǎo）軌試驗台，製定絲杠、導軌在高速狀態條件下精度、噪聲、溫升（shēng）、加（jiā）速度等性能測試規範，並對高速滾珠絲杠（gàng）及高速滾動直線導軌（guǐ）開展性能試驗研究。
     
　　據悉，在國家科技（jì）重大專項的實（shí）施過程中，南京工裝還先後為高速龍（lóng）門五軸加工中心（xīn）、五軸聯（lián）動加工中（zhōng）心、精密臥式加工（gōng）中（zhōng）心、高速立式加工（gōng）中心（xīn）提供全麵配套，有效推動了數控機床專項（xiàng）產品的實施和發展。
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