数控机床进给系统冷却技术

滚珠丝杠副处于进给系统传动链的末级，起到精密传动和定位的作用，是数控机床和加工中心的关键部件，它的传动误差将直接影响到机床的定位精度。在滚珠丝杠高速化后，由于存在滚珠之间、滚珠与滚道以及两端支撑轴承和驱动电动机多处摩擦作用，滚珠丝杠温升不可避免。而且滚珠丝杠为细长件，温升会降低丝杠的轴向刚度并造成丝杠热伸长，影响定位精度。从设计方面改善滚珠丝杠的热特性主要采用3种方式。

1）将丝杠预拉伸，预拉伸量可略大于热伸长量，以提高丝杠的轴向刚度和减小丝杠启动和停止瞬间弹性变形。

2）加大散热的强制冷却的结构设计，如空心丝杠、螺母冷却结构和支撑轴承的冷却结构。

3）选择合适黏度指数的润滑油及充分供油以减小摩擦力矩。

    导轨发热使导轨产生膨胀变长和微翘等变形，这将直接导致机床加工刀具分支的扭转和倾斜，从而影响加工精度。导轨发热是因为两个滑块在导轨上的直线运动摩擦所致。这两个移动热源发热量由承载压力和滑块移动速度决定。传统导轨的散热方式主要有两种方式，即自然对流（导轨外表面与空气之间的热交换）和导轨表面使用润滑脂（油）进行润滑和冷却。近年来，在一些机床上出现了新的导轨结构设计，导轨内部设计有冷却循环孔道，并产生了导轨镶注冷却水管工艺等相关工艺技术。

     除上述机床关键零部件冷却技术外，对于整个机床或关键部件可采用热源温度场平衡技术，利用人工热源，促使机床缩短温升平衡过程，减少加工过程中温升场变化，以达到稳定热态加工精度的目的。上述冷却方式设计好以后，基本都是以固定参数运行，实际上如何根据环境与加工工况的温度变化调整冷却工质的参数，从而实现冷却系统控制的智能化仍是一个没有解决的问题。