Minimalizacja odkształceń cieplnych i kompensacji odchyłek położenia ściernicy i przedmiotu w procesie szlifowania długich powierzchni śrubowych

摘要

Ball screw mechanisms are commonly used in actuators and positioning systems. The most important requirement for these mechanisms is lead accuracy, by which accuracy of the component relocation is controlled. Proper planning of the screw and nut profiles as well as of the initial stress are critical for sufficiently high rigidity of the gear and repeatability of its positioning function. To reduce positioning deviations ball screw mechanisms might be provided with cooling system. A problem of cardinal importance is to keep the lead deviation over full travel in case of a screw of considerable length at the minimum. The main cause of inaccuracies of the ground helical surfaces is thermal deformation of the working system occurring during machining process. A review of temperature distribution patterns occurring in the screws during grinding operation was carried out with respect of moving heat sources of different capacity and under different cooling conditions. The distortion effects of temperature changes on the component and the grinding machine were identified. Basic suggestions for performance of the process in order to minimize grinding inaccuracies are presented complete with the recommendations on how to compensate the effects of the other deviation causes.%Mechanizmy śrubowo-toczne są powszechnie stosowane w układach napędów i pozycjonowania. Najważniejsze wymagania dotyczą wysokiej dokładności skoku, ponieważ od tego zależy dokładność pozycjonowania przemieszczanych elementów. Poprzez dobór zarysu śruby i nakrętki oraz naprężeń wstępnych dąży się do zapewnienia wysokiej sztywności przekładni i powtarzalności pozycjonowania. W celu zmniejszenia niedokładności pozycjonowania stosuje się mechanizmy śrubowo-toczne z układem chłodzenia. Trudnym zadaniem jest minimalizacja odchyłek skoku wytwarzanych śrub o dużej długości. Główną przyczyną niedokładności szlifowanych powierzchni śrubowych są odkształcenia cieplne układu technologicznego podczas obróbki. Przeprowadzono analizę rozkładu temperatur w szlifowanych śrubach dla zewnętrznych, poruszających się źródeł ciepła o zmiennej wydajności i w zmiennych warunkach chłodzenia. Wyznaczono wpływ przyrostu temperatur na odkształcenia cieplne przedmiotu i szlifierki. Opracowano podstawy minimalizacji niedokładności szlifowania oraz wyznaczono strategię kompensowania pozostałych przyczyn niedokładności.