滚动直线导轨副作为高档数控机床的关键功能部件,是制约主机精度保持性的主要部件之一。近年来在国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”的支持下,行业龙头企业的滚动直线导轨副产品在基础性能方面得到了明显的提高,逐渐步入了滚动功能部件中高端市场,然而在精度保持性方面与国外知名企业仍有一定差距。结合数控机床企业的现场使用情况反馈以及直线导轨副生产厂家的前期试验研究,总结分析发现:由于摩擦磨损而引起的预加载荷丧失过快是造成国产滚动直线导轨副精度保持时间偏低的主要原因,精度的快速下降导致其使用寿命以及可靠性偏低,难以满足高档数控机床对其高精度高可靠性的要求,致使目前国内高档数控机床仍大量配套使用进口产品,国产占有率不足。究其原因在于滚动直线导轨副在我国发展起步较晚,缺乏相关共性技术基础问题的研究。本文依托国家科技重大专项“功能部件测试试验共性技术研究与能力建设（2016ZX04004008）”,对滚动直线导轨副的摩擦和磨损等基础特性进行了系统的理论和试验研究,建立了滚动直线导轨副预加载荷退化的综合预测模型,弥补了共性技术基础研究的不足,为提高国产滚动直线导轨副产品使用寿命、可靠性等提供理论与技术支持,为缩短国产与进口高端产品的差距,提高中高档数控机床等装备国产化滚动功能部件的配套使用比例奠定基础。滚动直线导轨副的摩擦力水平可以作为其预加载荷状态的直观表征,而磨损是预加载荷退化的本质原因。因此,本文以滚动直线导轨副的摩擦磨损特性为主要研究内容,将预加载荷退化作为摩擦磨损特性的量化表征,建立了预加载荷退化模型,以优化预加载荷退化特性,延长滚动直线导轨副有效使用寿命为最终目标。本文首先建立了外载荷作用下滚动直线导轨副的接触载荷模型;然后在考虑加工误差和运行工况等因素影响下,对滚动直线导轨副的摩擦力和磨损特性进行系统的研究;接着以摩擦力为测量依据,以磨损模型为理论基础,建立预加载荷退化的综合预测模型;最后提出针对预加载荷退化的相应优化策略并进行验证。具体开展的研究内容如下:（1）建立了外载荷作用下考虑滑块裙部变形的滚动直线导轨副接触载荷模型,并分析了偏载力矩作用下的载荷分布情况;进一步分析了加工误差对接触载荷的影响,作为后续分析摩擦磨损等动态特性的静力学基础。（2）综合考虑了润滑条件、滚道形貌影响,基于相应工况条件下滚珠的力与力矩平衡等式,建立了考虑摩擦参数0)（8）随工况条件变化的滚动直线导轨副摩擦力模型;基于MLCM（modified lumped capacitance method）模型,结合有限元分析,建立了热力学模型,利用该模型验证了所提出的摩擦力模型在高速条件下的适用性。与常规模型相比,本文提出的模型具有更广泛的适用性。尤其在轻载高速条件下,本文模型预测结果误差小于12%,远优于常规模型。（3）基于传统的Archard磨损模型,充分考虑了滚动直线导轨副滚珠-滚道接触处的磨损特点,引入接触系数64′5)（9）?));提出一种滚动直线导轨副磨损系数测量方法,并对测量得到的磨损规律进行总结;基于修正后的Archard磨损模型并结合所测的磨损系数,建立了滚动直线导轨副的两阶段磨损模型,并对模型参数影响下的各滚道磨损情况及初始磨损率进行详细分析,可为预加载荷的退化预测提供直接的理论依据。（4）基于两阶段磨损模型,建立了滚动直线导轨副预加载荷退化的综合预测模型,包含初始点、两阶段退化转折点、临界点和失效点等关键参数信息;并以摩擦力为测量依据,通过测量加载跑合相应里程处的预紧拖动力,得到滚动直线导轨副预加载荷完整的退化曲线。结合加载运行过程中的刚性变化测量曲线,证明了模型中临界点的选取是合理的。分析结果表明,理论模型的预测值与测量值之间的偏差不超过18.61%,证明了该模型能够较为准确地预测运行过程中预加载荷的退化。