滚动直线导轨副精度保持性研究及试验分析

摘要

本课题来源于国家重大科技专项“高档数控机床滚动功能部件共性技术研发(2012ZX04002021)”，针对国内龙头企业与国外知名厂家滚动直线导轨副产品在精度保持性方面存在的差距，进行了精度保持性理论研究、精度保持性试验与评估方法分析。开展不同厂家、不同型号的滚动直线导轨副精度保持性对比试验，分析差异所在。通过这些研究及大量的试验工作，为我国滚动直线导轨副精度保持性的提升提供丰富的试验数据和理论基础。
　　首先，对滚动直线导轨副精度保持性理论和试验进行研究。一方面，总结分析了导轨副可靠性的基本情况，导轨副精度保持性试验属于导轨副可靠性试验里面最为重要的环节，从可靠性的角度分析了精度保持性的定义及指标，制定了精度保持性总体研究思路。另一方面，结合试验实际工况对滚动直线导轨副进行力学分析，基于Herts理论和Archard磨损理论对导轨副受力接触分析和磨损分析，建立了滚珠直线导轨副精度损失模型。
　　接着，在滚动直线导轨副精度保持性试验研究方面，结合导轨副自身特性、可靠性试验的特点和试验设备条件等因素，制定了详细可行的精度保持性试验方案，并对试验后期处理提出了两种评估方法:失效情况下精度保持性试验评估和无故障精度保持性试验评估。
　　最后，在滚动直线导轨副精度保持性试验开展方面，针对国内外厂家产品进行导轨副精度保持性摸底试验和测定试验，其中包括:不同厂家之间的对比试验，不同型号之间的对比试验和不同测试条件下的对比试验。在试验结束之后，根据试验中观察和详细记录的试验中发生的现象和故障，以及试验数据和样本品质表现情况，对部分试验样本进行了精度保持性综合评价评估。最后，结合精度保持性试验数据和理论模型进行了对比验证和分析，并提出提高精度保持性的措施和方法。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 滚动直线导轨副精度保持性研究现状

1．3 课题目的及主要研究内容

1．3．1 课题背景及目的

1．3．2 研究的主要内容

1．4 研究思路与文章安排

1．5 本章小结

2 滚动直线导轨副可靠性与精度保持性试验体系的建立

2．1 滚动直线导轨副可靠性试验体系

2．1．1 滚动直线导轨副可靠性定义

2．1．2 滚动直线导轨副可靠性试验方法分类

2．1．3 滚动直线导轨副可靠性试验构架

2．1．4 滚动直线导轨副可靠性分析

2．2 滚动直线导轨副精度保持性试验分析

2．2．1 导轨副精度保持性试验意义

2．2．2 导轨副精度保持性定义及指标

2．2．3 导轨副精度保持性指标分析

2．3 导轨副精度保持性试验和理论研究思路

2．4 本章小节

3 滚动直线导轨副精度损失机理研究

3．1 滚动直线导轨副承载分析

3．2 滚动直线导轨副接触变形分析

3．3 滚动直线导轨副精度损失模型建立

3．3．1 滚动直线导轨副摩擦磨损机理

3．3．2 滚动直线导轨副摩擦磨损影响因素

3．3．3 滚动直线导轨副精度损失计算

3．4 本章小结

4 滚动直线导轨副精度保持性试验方法研究

4．1 试验对象

4．2 试验目的

4．3 试验条件

4．3．1 环境条件

4．3．2 工作条件

4．3．3 使用和维护条件

4．4 精度保持性失效判定

4．4．1 滚动直线导轨副精度保持性失效判定

4．4．2 滚动直线导轨副精度保持性失效检测方法

4．5 试验终止条件

4．6 试验评估

4．6．1 正常失效评估

4．6．2 无失效精度保持性试验评估

4．7 试验误差分析

4．7．1 精度的误差分析

4．7．2 摩擦力的误差分析

4．8 本章小结

5 滚动直线导轨副精度保持性试验结果与数据分析

5．1 精度保持性摸底试验

5．1．1 基于手动测量方法下的精度保持性摸底试验

5．1．2 基于自动化测量方法下的精度保持性摸底试验

5．1．3 精度保持性摸底试验总结

5．2 精度保持性测定试验

5．2．1 同种型号相同预紧力的试验对比分析

5．2．2 同种型号不同预紧力的试验对比分析

5．2．3 同种型号不同测试条件下的试验对比分析

5．3 本章小结

6 滚动直线导轨副精度保持性试验评估与模型验证

6．1 滚动直线导轨副精度保持性试验现象分析

6．2 滚动直线导轨副精度保持性试验综合评估结果

6．3 滚动直线导轨副精度损失模型仿真与验证

6．3．1 基于精度损失模型的仿真条件

6．3．2 精度保持性仿真结果对比验证

6．4 提高滚动直线导轨副精度保持性的措施和建议

6．5 本章小结

7 总结和展望

7．1 论文主要研究内容与成果

7．2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表或录用的论文