沈南燕，李静，喻志响，杜永聪

(上海大学上海市机械自动化及机器人重点实验室，上海200072)

为满足各种精密设备对线性位移精度的高要求，滚珠丝杠作为传动和定位的关键部件，其淬硬后的磨削加工精度，尤其是螺距精度必须得到保障。磨削过程中去除单位体积材料需要极高的能量输入，这些能量几乎全部转化为热量集中在磨削接触区域内，导致磨削区域内工件温度明显升高，并在工件表面形成不均匀的温度分布。由此引起的工件热变形对螺距精度影响严重，为此宋洪涛［1］和徐志良等［2］都推导了丝杠热传导方程，给出了丝杠内部温度场的计算方法，对丝杠的热变形规律进行了分析。李郝林等［3］提出了一种基于有限元法的确定螺距热误差分段补偿量的算法。李醒飞等［4］研究了单热源作用下滚珠丝杠的温度场建模技术及模型参数辨识方法，并结合机械热变形理论，用所建立的温度场模型预测了滚珠丝杠的热误差。

文中基于若干简化条件，采用有限元法对磨削加工丝杠温度场进行瞬态热分析，并利用红外热像仪构建了磨削加工中丝杠温度测量实验系统，获得了可视化的丝杠热信息，为进一步分析磨削工艺参数与丝杠温度场分布、热伸长量的关系提供基础，有助于丝杠磨削加工热变形的控制。

1 丝杠磨削热变形对螺距精度的影响

螺距精度是丝杠磨削加工最重要的一项指标。累积螺距误差对丝杠定位精度起着决定性作用，它主要由机床母丝杠的累积螺距误差、工作台导轨几何误差等静态误差，以及工件和机床热变形、磨削力变形等因素导致的，并且随工艺系统以及加工条件变化。……