滾珠絲杠滾道表面的研磨

滾珠絲杠直接決定數控機床的加工精度、精度穩定性和保持力，是高檔數控機床的核心執行部件。在國家重大科技項目的支持下，行業龍頭骨干企業滾珠絲杠，產品在剛性和綜合性能方面取得了顯著進步，但精度保持時間與海外滾珠絲杠，高端副產品相比仍有明顯差距，成為制約國內滾珠絲杠副產品在高檔數控機床上應用的突出瓶頸問題。通過對數控機床企業的實地調研和國家科技重大承擔單位前期的大量可靠性試驗表明，影響滾珠絲杠二級精度保持時間低的主要失效形式之一是磨損，磨損導致精度損失加速，影響產品行業認可度。該行業突出的共性基礎技術問題，成為國內滾珠絲杠趕超或趕超國外高端產品的關鍵。

滾珠絲杠是數控設備的核心部件之一，它可以將絲杠或螺母的旋轉運動轉化為沿絲杠軸向的直線運動，也可以將直線運動轉化為旋轉運動。與接觸螺旋面間滑動摩擦阻力大的滑動絲杠傳動不同，滾珠絲杠副將滾珠置于絲杠與螺母滾道之間，克服了運動時低值和占優勢的滾動摩擦，所需驅動力矩僅為滑動絲杠的三分之一。由于滾珠絲杠具有定位精度好、傳動效率高、可靠性高、使用壽命長等優點，廣泛應用于數控機床的進給系統中傳遞力和運動，是數控機床的關鍵功能部件。特別是在有特殊要求的場合（如重型機械和航空航天），滾珠絲杠發揮著不可替代的作用。

精密和超精密加工技術與裝備在現代軍事、航空航天工業和高端民用產品制造中發揮著非常重要的作用，對我國工業的發展具有重要影響。超精密加工主要包括以下領域：超精密切削（車銑）、超精密磨削、超精密磨削和拋光(機械磨削、機械化學磨削和拋光等。超精密特種加工（電子束、離子束、激光束加工等）和新開發的納米技術。

磨削是精密零件的精密加工方法之一，是工業社會早期出現，然后開始大規模推廣應用的精密加工方法。在各種精密加工方法中，精密切削和精密磨削的實現在很大程度上依賴于加工設備、加工刀具等相關技術的支持，并且受到環境因素的影響和限制，要真正實現高精度加工是非常困難的。精密磨削技術以其獨特的加工原理、簡單的加工設備結構、對設備制造精度和環境因素的低要求，成為精密加工技術的重要組成部分。

磨削技術廣泛應用于金屬的高精度加工，許多學者對此進行了研究。研究了鉭鎢鉿合金的超精密鏡面磨削，并使用了幾種氧化鋁和碳化硅顆粒進行磨削實驗。研究發現，使用氧化鋁磨料時，鉭鎢鉿合金表面會產生裂紋。磨削壓力過高時，磨料容易嵌入工件表面，使表面質量變差，還對鋁合金手機外殼進行了超精密鏡面加工實驗。結果表明，拋光壓力越高，工件加工效率越高，但粗糙度不斷增加。粒度越小，單位面積的單個磨粒力越小，加工效率越低，但表面質量越高。拋光墊的粗糙度越大，儲存的拋光液越多，加工效率越高。但表面去除的殘渣容易留在拋光墊中，導致工件容易被劃傷。在鋁合金球體鏡面拋光的研究中，結果表明，當使用較細的磨粒時，工件的表面粗糙度不隨磨削壓力而變化。四軸球磨機用于研磨鈦球表面。實驗結果表明，磨粒尺寸越大，磨粒切削深度越大，表面粗糙度越大。磨削速度對工件表面粗糙度的影響不明顯；增加研磨壓力會降低球體加工表面的粗糙度。

磨削是提高滾珠絲杠導程精度和改善表面質量的有效手段。一般來說，滾珠絲杠光整是用砂輪磨削鋼絲杠外滾道，以滿足加工精度要求。然而，隨著工業需求的不斷提高，用砂輪磨削滾珠絲杠副很難滿足需求。精密磨削通常不僅適用于各種設備，而且可以在不同的環境下加工螺釘。因此，與傳統的用砂輪磨削滾珠絲杠的方法相比，磨削在絲綢杠外滾道的高精度加工中越來越重要。第一臺光柵刻劃機的螺桿就是用磨削制成的，雖然近年來螺紋車削和磨削的精度有了很大的提高，但國內外仍有許多廠家采用磨削技術來提高和修復螺桿的精度。此外，對于經常作為螺桿研究參考的滾動軸承，國內外制造企業也采用磨削來超精加工內外圈滾道和軸承滾珠。因此，采用磨削技術精加工螺紋滾道是非常可行的。