CNC立式切削中心機之進給軸元件中的滾珠螺桿因高速轉動產生溫度上升熱膨脹，繼而使滾珠螺桿熱伸長，使軸向位移造成加工定位精度誤差。本研究分九天測試，讓機台降至常溫再測試，以暖機不加工的方式，讓三軸同時分別用三種不同速度的移動，記錄三軸滾珠螺桿溫度變化、螺桿伸長量（等同軸向位移量）。由本研究採暖機預熱方式實際測試的結果發現，每天加工定位精度的誤差值相當一致。而溫升和伸長量隨時間而增加的趨勢相當一致，一開始增加很快，然後逐漸平緩趨於飽和呈現穩定狀態，證明暖機預熱具有可行性。由結果顯示，進給速度越快，會有較大的溫升和伸長量。其中，不同進給速度對溫升所造成的差異不是很明顯，溫升的飽和值相差不大。但是，伸長量則會因進給速度不同有較大的差異，最大伸長量可以因為進給速度不同，相差數倍。

The ball screw of feeding parts component of CNC vertical cutting center operating under high speed would induce temperature increasing and thermal expansion. Therefore, the heat elongation of ball screw would cause axial displacement and position accuracy error for manufacture processes. In this research, the CNC machine is tested at different feeding speeds at the same time for nine days. The temperature variations and elongations (axial displacement) of three-axis of the ball screw is recorded. From the pre-heating warming-up method, the results show that increasing tendencies of temperature variation and elongation of ball screw are similar. They increase fast initially. Then the increasing rate will slow down and reach to saturation. It is proved the pre-heating warming-up method is practical. The results show that larger feeding speed would induce larger temperature variation and elongation of ball screw. However, the feed speed has no significant effect on temperature variation. The saturation values of temperature variation have no significant differences for difference feeding speed. But the feeding speeds would provide obvious elongation values of ball screw. The maximum elongation values would be several times for difference feeding speeds.

Keywords：Feed axis element、Ball screw、Thermal expansion、positioning accuracy

目　　錄
第一章 緒論 1
第一節 研究動機及研究目的 2
第二節 研究的參數範圍與限制 3
第三節 文獻回顧 4
第四節 論文架構 8
第二章 機器設備與金屬材料 9
第一節 立式切削中心機主要架構 9
第二節 滾珠螺桿 11
第三節 金屬材料特性 13
第三章 研究設計與實施 19
第一節 研究方法與工具 19
第二節 研究對象 26
第四章 實證結果與分析 28
第一節 三軸不同速度伸長量 28
第二節 加溫升不同速度三軸伸長量 34
第三節 三軸螺桿不同速度溫升比較 43
第四節 三軸定點不同速度伸長量 47
第五節 小結 50
第五章 結論與未來展望 52
第一節 結論 52
第二節 未來展望 53
參考文獻 55

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