精度保持性及可靠性成为今后行业研究重中之重

        高性能数控机床离不开高性能功能部件，作为数控机床关键功能部件的滚动功能部件（包括滚珠丝杠和滚动直线导轨）在精度保持性和性能可靠性方面问题非常突出，急需进行技术攻关来解决。目前国内滚动功能部件高端产品市场大部分由国外厂家或外资企业所占领，严重影响到我国高端数控装备的自主研发与国产化，因此，从精度保持性和性能可靠性入手，提高滚动功能部件的性能和质量已成为国产滚动功能部件生产企业的当务之急，直接影响到我国机床行业和装备制造业发展。

        滚动功能部件主要分为三类:精密滚动功能部件、高速滚动功能部件、重载滚动功能部件。对于精密滚动功能部件，可靠性试验以精度指标检验为主，并分析影响精度因素，其可靠性评估以精度保持性进行评估；对于高速滚动功能部件，可靠性试验以性能指标检验为主，并分析影响产品性能因素，其可靠性评估以性能可靠性进行评估；对于重载滚动功能部件，可靠性试验以寿命指标检验为主，并分析影响寿命因素，其可靠性以疲劳寿命进行评估。虽然三类滚动功能部件可靠性研究侧重点有所不同，但各自之间并不是完全独立的，而是互相交叉的。在研究任何滚动功能部件时，都是既研究主要特性，又研究相关特性，从而能够全面分析该滚动功能部件。

        对于精度保持性，在可靠性工程试验中通常用有效精度保持时间（小时或循环转数、总运行距离，时间是广义概念）或精度可靠度来表示。所谓有效精度保持时间是指滚动功能部件精度保持在要求的范围内而未丧失功能及精度的时间；精度保持性还可用精度可靠度来表示，即一批滚动功能部件在规定的安装、使用负载、维护保养等工作条件下，规定的工作时间内，完成规定传动、定位等功能的概率。对于滚动功能部件而言，其精度可靠性是相对某一精度等级或某一精度范围而言的。当精度超出要滚珠丝杠副发展趋求的精度范围时，此时的有效精度保持时间指的是滚动功能部件的磨损寿命，精度的丧失并不代表寿命终止，即磨损寿命不等同于疲劳寿命。对于性能可靠性，其性能指标主要包括:预紧力，摩擦力矩，静动载荷，临界转数、最大速度和最大加速度，噪声、振动，温升、温位移等。相对于精度和性能寿命则是滚动功能部件产品最主要指标，寿命终止则代表产品完全失效。滚动功能部件寿命指的是疲劳寿命，通常是因为磨损和疲劳点蚀所致。滚动功能部件寿命的衡量标准通常用一定寿命期内的可靠度来表示，也有用平均寿命、寿命标准差、可靠寿命等来表示。

        国外企业和外资企业在滚动功能部件精度保持性和性能可靠性方面技术领先，开发了一些相关的试验与检测设备，但一般仅限于作为本企业内部使用。国内滚动功能部件生产企业规模一般不大，在滚动功能部件精度保持性和可靠性技术方面大多基于经验模式，缺乏针对性系统研究，没有建立起滚动功能部件可靠性试验体系与试验规范，指标笼统且难以进行量化考核。在滚动功能部件可靠性试验设备方面基本上还属空白。针对目前国产滚动功能部件在精度保持性和性能可靠性方面难以满足高端数控机床产品要求的这一现状，非常有必要对滚动功能部件精度保持性和性能可靠性进行系统研究，尤其应该注重可靠性试验研究，争取在国内滚动功能部件生产企业建立完善可靠性研究体系，提高滚动功能部件使用性能，进而提高其在高端产品市场竞争力。滚动功能部件可靠性研究是一个系统工程，主要围绕滚动功能部件精度保持性和性能可靠性从可靠性设计、可靠性分析、可靠性试验、可靠性评估和可靠性增长等方面进行方法与技术研究，还包括相关试验与检测设备开发等。