现代工业对机床加工精度要求越来越高,滚珠丝杠是现代精密机床上最常使用的进给机构之一,其支撑轴承单元的性能和精度直接影响机床加工精度。传统滚珠丝杠轴承单元由推力角接触球轴承组、轴承座、压盖、锁紧螺母、防尘盖、隔圈等零件组成。新型滚珠丝杠轴承单元将传统结构中的5个零件整合成为一套轴承。新轴承单元既能实现传统滚珠丝杠轴承单元的功能,又减少了零件数量及零件加工、装配难度,应用前景十分广阔。本文以新型滚珠丝杠轴承单元为研究对象,从优化设计、工艺研究、对比实验三方面展开研究。开发基于Solid Works的滚珠丝杠轴承单元优化设计及计算机辅助工艺软件,实现了滚珠丝杠轴承单元计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工艺(CAPP),提高了滚珠丝杠轴承单元设计及规模生产效率。本文首先研究了滚珠丝杠轴承单元优化设计。采用线性加权法建立刚度与额定动负荷双目标函数,根据滚珠丝杠轴承单元不同使用要求,设置权重系数γ,优化轴承单元内部结构参数,既保证主要设计目标又兼顾次要目标。将轴承优化设计数据自动生成三维实体模型,便于分析各零件结构及配合关系中存在的问题,实现了产品优化设计与可视化设计。其次本文开展了滚珠丝杠轴承单元磨加工工艺研究。通过分析产品的结构特点,在零件磨加工中引入金刚滚轮加工方法。该方法即提高了生产效率,又提高了零件加工精度。开发工艺软件,通过连接企业加工工艺参数数据库,自动生成零件磨加工工艺与装配工艺,实现了产品的计算机辅助工艺功能。最后本文还进行了滚珠丝杠轴承单元刚度实验对比分析。设计滚珠丝杠轴承单元刚度测量仪。对按优化设计参数加工合格的滚珠丝杠轴承单元进行轴向刚度实际测量。对比分析优化设计刚度理论数据与产品刚度实际测量值的差异,验证优化设计的合理性。对比优化设计前后产品的刚度值,验证优化效果。综上所述,研究提高了公司滚珠丝杠轴承单元设计开发效率,为公司产品转型升级提供有力支撑。