空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用研究-结论
第五章结论与展望
5. 1结论
论文以某一型号的数控加工中心的伺服进给系统为研宄对象，探讨了空心滚珠丝 杠的数学模型、边界条件、仿真分析等，为空心滚珠丝杠的应用提供理论依据。该课 题的研宄不仅具较高的好理论研究价值，而且有重要的工程实践应用价值。滚珠丝杠 伺服进给系统发热问题是制约数控机床向高速、高精度发展的瓶颈问题，这一课题的 研宄有助于提升我国的数控机床伺服进给系统的水平。论文的主要研宄内容和结论如 下：
1. 建立了实/空心滚珠丝杠伺服进给系统三维温度场和热变形的数学模型，从理 论上计算出高速滚珠丝杠的热位移。同时与仿真结果做了对比，得到更精确的丝杠的 热变形规律。
2. 建立了实/空心滚珠丝杠伺服进给系统三维仿真模型，并对不同工况下的高速 滚珠丝杠的应用规律做了深入的探讨，得出几点结论：（1)从高速进给的角度，进给 速度越高。热变形量越大；与实心滚珠丝杠的热位移量（1mm)相比，空心滚珠丝杠 的热变形量在0.01mm数量级上，有效的抑制了空心滚珠丝杠的热伸长。（2)从不同 的冷却液流量方面，由于冷却液流速的增大对减小空心滚珠丝杠的热位移的趋势不是 很明显，所以不必为了提高空心冷却的效果而采用高性能的冷却设备。（3)在选择不 同的冷却介质时，不仅要考虑对空心滚珠丝杠的热位移的影响，还要考虑到防锈， 终本文选择冷却液作为冷却介质。（4)空心滚珠丝杠的开口大小不仅影响到空心滚珠 丝杠的强度、扭转刚度等，而且对于开孔工艺方面也要考虑难易的程度。如果加工工 艺允许的话，选择开孔大小为l〇mm的是合适的。（5)从数控机床达到热平衡的时间 做了组仿真，得出空心滚珠丝杠对于缩短机床的热机时间具有重要的意义。总 之，空心滚珠丝杠对于提高伺服进给系统的定位精度具有重要的意义。
3. 空心滚珠丝杠伺服进给系统作为一个机电一体化系统，其电气、机械等参数 的匹配是非常关键的，因此在建立系统的模型时，根据参数匹配的原则，选取相关的 电气、机械参数。在用sinmulink仿真时由于空心丝杠的惯量占整个系统的惯量的比 例较小，故空心滚珠丝杠的快速性优于实心滚珠丝杠的快速性的曲线不是很明显。
4. 空心滚珠丝杠系统的稳定性是前提，论文借助仿真模型推导出伺服进给系统 一部分的传递函数，分别对空心/实心滚珠丝杠的传函编写了伯德图程序，从而判断
系统的稳定性。并通过routh判据，从理论上证明了系统是稳定的。
5. 滚珠丝杠的空心化必然会影响到滚珠丝杠的强度、刚度。故在本文的后部 分校核了系统的相关的强度和刚度，满足空心滚珠丝杠的强度、刚度要求。
本文采摘自“空心滚珠丝杠在数控机床伺服进给系统中的应用研究”，因为编辑困难导致有些函数、表格、图片、内容无法显示，有需要者可以在网络中查找相关文章！本文由伯特利数控整理发表文章均来自网络仅供学习参考，转载请注明！
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1. 建立了实/空心滚珠丝杠伺服进给系统三维温度场和热变形的数学模型，从理 论上计算出高速滚珠丝杠的热位移。同时与仿真结果做了对比，得到更精确的丝杠的 热变形规律。
2. 建立了实/空心滚珠丝杠伺服进给系统三维仿真模型，并对不同工况下的高速 滚珠丝杠的应用规律做了深入的探讨，得出几点结论：（1)从高速进给的角度，进给 速度越高。热变形量越大；与实心滚珠丝杠的热位移量（1mm)相比，空心滚珠丝杠 的热变形量在0.01mm数量级上，有效的抑制了空心滚珠丝杠的热伸长。（2)从不同 的冷却液流量方面，由于冷却液流速的增大对减小空心滚珠丝杠的热位移的趋势不是 很明显，所以不必为了提高空心冷却的效果而采用高性能的冷却设备。（3)在选择不 同的冷却介质时，不仅要考虑对空心滚珠丝杠的热位移的影响，还要考虑到防锈， 终本文选择冷却液作为冷却介质。（4)空心滚珠丝杠的开口大小不仅影响到空心滚珠 丝杠的强度、扭转刚度等，而且对于开孔工艺方面也要考虑难易的程度。如果加工工 艺允许的话，选择开孔大小为l〇mm的是合适的。（5)从数控机床达到热平衡的时间 做了组仿真，得出空心滚珠丝杠对于缩短机床的热机时间具有重要的意义。总 之，空心滚珠丝杠对于提高伺服进给系统的定位精度具有重要的意义。
3. 空心滚珠丝杠伺服进给系统作为一个机电一体化系统，其电气、机械等参数 的匹配是非常关键的，因此在建立系统的模型时，根据参数匹配的原则，选取相关的 电气、机械参数。在用sinmulink仿真时由于空心丝杠的惯量占整个系统的惯量的比 例较小，故空心滚珠丝杠的快速性优于实心滚珠丝杠的快速性的曲线不是很明显。
4. 空心滚珠丝杠系统的稳定性是前提，论文借助仿真模型推导出伺服进给系统 一部分的传递函数，分别对空心/实心滚珠丝杠的传函编写了伯德图程序，从而判断
系统的稳定性。并通过routh判据，从理论上证明了系统是稳定的。
5. 滚珠丝杠的空心化必然会影响到滚珠丝杠的强度、刚度。故在本文的后部 分校核了系统的相关的强度和刚度，满足空心滚珠丝杠的强度、刚度要求。
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