滚动功能部件是以滚动摩擦代替滑动摩擦为特征的零部件组成,它包括滚珠丝杠副、滚动直线导轨副等几大类。具备高效省能、精密定位、精密导向等优点,其作为重要的基础功能部件广泛应用于机床、医疗、航天、汽车等领域。本课题以国家科技重大专项“国产滚动功能部件在中高档数控机床上的示范应用”(项目编号2012ZX04011-021)为背景,针对国产中高档数控机床配套的国产滚动功能部件在精度保持性方面与国外同类产品存在很大差距这一突出问题,以VMC850E立式加工中心上X轴的国产某型号滚动直线导轨副和滚珠丝杠副为研究对象,对其进行了精度衰退基础理论研究、精度保持性试验台设计开发和精度保持性试验的研究。通过以上研究,可以得到其精度衰退规律,为滚动功能部件和机床整体的性能测试、寿命预测,以及产品的进一步升级改进提供参考。在基础理论研究方面,分析了滚动功能部件的精度衰退机理和影响精度衰退的因素。针对滚珠和滚道间的弹性变形和摩擦磨损这两个主要原因,基于赫兹(Hertz)接触理论,对加载条件下导轨副和丝杠副的接触部分进行受力和弹性变形分析,计算变形量;基于Archard磨损理论、运动特征和结构特点,对滚动体和滚道在加载条件运行一定里程后的磨损量进行预测。在两者基础上分别建立了滚动导轨副和滚珠丝杠副的精度衰退预测模型。本模型可以理论分析精度的衰退量随时间的变化情况。在试验台的设计方面,根据提出的试验目的和性能要求,在VMC850E立式加工中心基础上提出改造总体方案。对需要重新设计的机械结构,基于SolidWorks软件建立三维模型。最终搭建了包括运动控制系统和检测系统的硬件平台。在精度保持性试验研究方面,计算了实际铣削工况下导轨滑块和丝杠螺母的动态等效平均负载,以此为依据确定试验载荷。针对设计的试验台,提出了精度保持性试验的恒定应力加速寿命试验方案以及相应的数据分析和评定方法。并对滚动直线导轨副进行了试验。