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滚珠丝杆和直线导轨进给性能的分析

摘要:滚珠丝杆直线导轨进给单元的固有频率受到螺母位置的影响:螺母位于丝杠固定端时的各阶固有频率比螺母位于丝杠简支端时的各阶固有频率要高,螺母位于丝杠两端时的各阶固有频率明显低于螺母位于丝杠中间位置时的各阶固有频率。

滚珠丝杆直线导轨进给单元的固有频率受到支承方式的影响:两端固定时其各阶固有频率明显高于一端固定一端简支的各阶固有频率。滚珠丝杆直线导轨进给单元的固有频率受到螺母位置的影响:螺母位于丝杠固定端时的各阶固有频率比螺母位于丝杠简支端时的各阶固有频率要高,螺母位于丝杠两端时的各阶固有频率明显低于螺母位于丝杠中间位置时的各阶固有频率。考虑直线导轨副的滚珠丝杠进给单元的各阶固有频率要比不考虑直线导轨的滚珠丝杠进给单元的各阶固有频率更接近于试验结果,更加符合进给单元的实际真实情况。

研究结果为减小滚珠丝杆直线导轨进给单元的动态变形,提高进给单元的抗振性指明了努力方向,对滚珠丝杆直线导轨进给单元的结构设计、制造和工程应用具有重要的理论和实际指导意义。

数控机床的高速、高精、高效以及高自动化的发展对机床动态特性的要求越来越高,其中最主要的就是机床的振动性能,即机床的加工质量在很大程度上取决于机床所产生的振动。作为数控机床进给系统中的关键功能部件,滚珠丝杆是一种细长的低刚度零件,在外界交变力的作用下极易产生振动和噪声。尤其在加长型数控机床中,由于工作台行程较长,丝杠也相应变长,导致进给系统的稳定性,刚性和抗振性等动态性能的下降,特别是在强力切削过程中振动比较严重,既影响了机床的加工精度和加工表面质量,又加速了刀具的磨损和损坏。直线导轨作为进给单元的支承导向装置,加工过程中的振动会增大导轨副的动态载荷,从而降低其寿命和精度的保持性。因此,研究滚珠丝杠和直线导轨进给单元动态性能具有很重要的理论和现实意义。

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