床身蠕變下滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的精度保持性研究.pdf

1、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副是高檔數(shù)控精密機(jī)床、磨床、組合加工機(jī)床等裝備領(lǐng)域的核心功能部件。國內(nèi)很多精密機(jī)床床身時(shí)效期短，機(jī)床床身在使用數(shù)年后將在內(nèi)應(yīng)力作用下發(fā)生蠕變。雖然機(jī)床剛開始使用時(shí)，其精度可以做到很高，但持續(xù)而緩慢的床身變形將引起導(dǎo)軌副的安裝狀態(tài)發(fā)生變化，導(dǎo)軌副內(nèi)部的接觸、磨損狀態(tài)會不同于從前，造成機(jī)床精度不達(dá)標(biāo)。研究床身蠕變對滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的精度影響，具有重大意義。
　　首先對床身蠕變下導(dǎo)軌副內(nèi)部接觸受力進(jìn)行研究。一方面根據(jù)導(dǎo)軌副內(nèi)部

2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于Hertz接觸理論對典型載荷下導(dǎo)軌副進(jìn)行受力變形分析。另一方面結(jié)合常見機(jī)床導(dǎo)軌副安裝布局方式，計(jì)算床身蠕變后導(dǎo)軌副內(nèi)部接觸的尺寸變化，推導(dǎo)出床身蠕變下導(dǎo)軌副內(nèi)部鋼球與滾道間的接觸受力。
　　其次，針對床身無蠕變的理想條件下導(dǎo)軌副精度保持性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。模擬實(shí)際工況，選取典型加載形式，測試運(yùn)行過程中滑塊頂面相對于導(dǎo)軌安裝基準(zhǔn)的平行度及導(dǎo)軌副的摩擦力，分析導(dǎo)軌副在不同跑合階段的精度變化過程。在試驗(yàn)結(jié)束后，針對導(dǎo)軌副的運(yùn)

3、動(dòng)特性和接觸受力，對導(dǎo)軌副鋼球和滾道接觸表面特定區(qū)域進(jìn)行微觀形貌觀測，對比精度保持性分析結(jié)果，研究導(dǎo)軌副磨損機(jī)理及其對精度的影響。
　　最后，根據(jù)導(dǎo)軌副接觸受力和磨損機(jī)理分析，基于Archard磨損理論，建立床身蠕變下導(dǎo)軌滾道表面磨損模型，結(jié)合上面的精度保持性試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真驗(yàn)證?？紤]外加載荷及滑塊安裝距離的影響，運(yùn)用所建立的磨損模型，分析床身蠕變尺寸與導(dǎo)軌磨損量的關(guān)系。最后，結(jié)合理想條件下導(dǎo)軌副的精度變化規(guī)律及磨損模型，預(yù)測