Forschung zur Abnutzungsmodellierung von linearer Rollenführung basierend auf morphologischer Analyse und elastischem Kriech-Rutschen

Als das zentrale Funktionsbauteil von hochpräzisen CNC-Werkzeugmaschinen beeinflusst das Abnutzungsverhalten linearer Rollenführungen direkt die Beständigkeit der Genauigkeit von Maschinen. In dieser Arbeit wurden die Oberflächenmorphologie-Experimente und die Abnutzungsmodellierung linearer Rollenführungen untersucht, basierend auf den Unterschieden in der Abnutzungsmorphologie und den Abnutzungsgepflogenheiten in verschiedenen Bereichen des Führungsbaus. Die Abnutzungsoberflächenmorphologie des Beschleunigungs- und Verzögerungsabschnitts, des gleichmäßigen Geschwindigkeitsabschnitts, des mittleren Kontaktbereichs des Gleitschuhs und des Abschnitts des Rollrückgabegeräts der Führungsschiene wurde durch ein Optisches Mikroskop beobachtet. Die Querschnittswerte wurden durch Bildbearbeitungstechnologie von ImageJ erhalten, und die Berechnungsformel für das Abnutzungsvolumen wurde durch das verbesserte Lagrange-Interpolationsverfahren abgeleitet. Adhesive Abnutzung und abrasiver Verschleiß machten 42,97 % bzw. 57,03 % des Verschleißes aus. Basierend auf der Hertz-Kontakt-Theorie und dem Archard-Verschleißmodell wurde ein modifiziertes Archard-Verschleißmodell entwickelt, das elastisches Kriech-Rutschen berücksichtigt, basierend auf der Analyse der experimentellen Anteile und der Kontaktdeformation. Der Fehler zwischen den Modellvorhersagen und den experimentellen Ergebnissen liegt innerhalb des zulässigen Bereichs. Die Forschungsergebnisse bieten eine theoretische Grundlage für die Analyse der Genauigkeitsbeständigkeit und die Untersuchung des Abnutzungsmechanismus linearer Rollenführungen.