第三章 数控机床进给传动系统(完整版)

数控机床用导轨
滑动导轨
数控机床用导轨
滚动导轨
优点：灵敏度高、摩擦阻力小、动静摩擦因数小、运动 均匀、定位精度高、牵引力小、磨损小。 缺点：抗振性差、对防护要求高，承载能力差、结构复 杂成本高。
数控机床用导轨
滚动导轨
导直 轨线 副滚
动
滚动导轨块。
数控机床用导轨
滚动导轨
数控机床用导轨
静压导轨
两个相对运动的导轨面间通入压力油。形成承载油膜。
2.与精度有关 传动精度高
3.与灵敏度有关 效率、加工精度
4.与稳定性有关 低速不爬行，高速不振动
概述
对进给传动系统机械部分的要求
1.减少摩擦（滚珠丝杠、滚动（静压）导轨等） 2.减小运动惯量（质量、尺寸） 3.消除传动间隙（齿轮、丝杠螺母副、联轴器等） 4.保证精度刚度（丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副） 5.维护使用方便（结构）
滚珠丝杠副
滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副
滚珠丝杠副
回转工作台 1）作用：实现绕X、Y、Z轴的圆周进给运动 2）种类：数控回转工作台、数控分度工作台
滚珠丝杠副
数控回转工作台
模块二 数控机床结构及主要部件
数控分度头
数控机床用导轨
一、导轨的种类
导轨是进给系统的重要环节，是机床基本结构的要素之一。 机床加工精度和使用寿命很大程度上取决于机床导轨的质 量。
滚珠丝杠副
二、滚珠丝杠维护 １.轴向间隙调整：
方法： 双螺母预紧消隙；
双螺母垫片消隙法； 螺纹消隙法； 齿差消隙法。
滚珠丝杠副
二、滚珠丝杠维护
２.轴承定期检查： 调整预紧力（轴向、径向）； 更换轴承；
滚珠丝杠副
二、滚珠丝杠维护
３.防护：
防护罩防护：防腐蚀，耐油，经久耐用 密封圈防护： 接触式弹性密封圈：橡胶、尼龙，摩擦大，但效果好 非接触式弹性密封圈：聚氯乙稀，摩擦小，但效果差
内循环式：滚珠始终与丝杠表面接触，有反向器 回路短，流畅性好，效率高，螺母径向尺寸小，制造精度高
外循环式：部分离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外循环。 结构简单，制造容易，径向尺寸大，弯管两端耐磨性和抗冲击 性差。
滚珠丝杠副
滚珠丝杠副
滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠副
一、滚珠丝杠 ３.结构参数：
公称直径：滚珠与螺纹滚道理论接触状态时包络滚珠球心 的圆柱的直径。Φ30-φ80 导程：精度高，导程小一点，滚珠直径小，承载能力下降， 螺旋升角小，传动效率低；精度低，导程大一点。 螺旋升角:
优点：不产生磨损、摩擦因数低、承载能力大、刚度好、 吸振性好。 缺点：结构复杂、有专门的供油系统、成本高。
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
1.导轨副的安装 2.导轨副的预紧 3.导轨副的润滑 4.导轨副的防护
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
1.导轨副的安装 正确区分基准导轨副和非基准导轨副。 认清导轨副安装时所需的基准侧面。
一、直线电动机系统
1.直线电机的结构
直线电动机
一、直线电动机系统
2.直线电动机的原理
直线电动机
一、直线电动机系统
2.直线电动机的种类 结构形式：扁平、管、圆盘、圆弧 工作原理：交流直线感应（同步）、直线直流、直线步进
短次级：初级固定，次级移动 短初级：次级固定，初级移动
直线电动机
一、直线电动机系统
D2 D1 d
D0 D2 D D1 d D0
联轴器
一、联轴器的功用与分类 套筒联轴器（刚性） 特点：径向尺寸小，装卸困难，不允许有径向和角度偏差 应用：机床中应用很广
联轴器
一、联轴器的功用与分类
夹壳联轴器（刚性） 特点应用：用于低速
A
A-A
A
联轴器
一、联轴器的功用与分类 牙嵌式联轴器（挠性） 特点应用：允许轴向位移
概述
主传动系统的特点
1.与速度有关 转速高（功率大）、变速宽（无级变速）、能恒速 2.与精度有关 高精度、刚度好、抗振性好、分布合理 3.与效率有关 自动化程度高（自动装卸刀具、工件） 4.与变形有关 润滑、冷却、热补偿
概述
数控机床进给运动
概述
进给传动系统的特点
1.与速度有关 变速宽（无级变速）
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
2.导轨副的预紧 过盈配合预紧： 调整法预紧：
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
2.导轨副的预紧 间隙调整 压板调整：
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
2.导轨副的预紧 间隙调整 镶条调整：
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
2.导轨副的预紧 间隙调整 压板镶条调整：
3.直线电动机的特点
优点：响应快、精度好、安装易、体积小、行程大、维 护简、调速宽。
缺点：防磁、散热、工作台结构轻化、导轨结构类型选 择等
直线电动机
二、直线电动机维护
1.直线电动机的热保护 （1）初级绕组的冷却（热损失）。 内冷却回路（主冷却） +外冷却回路（精密冷却） （2）次级绕组的冷却（涡流损失）。
齿轮传动
二、齿轮副维护
２.良好润滑 ３.减小变挡冲击 ４.封闭式防护 ５.控制噪声
（１）齿形修缘 （２）控制齿形误差 （３）控制中心距 （４）合理位置润滑
滚珠丝杠副
一、滚珠丝杠 １.工作原理：丝杠相对于螺母旋转时，两者发生轴向位移，滚 珠沿着滚道流动。
将回转运动与直线运动相互转换。
２.种类（见表3-2）：
a h
D1
e
d b
D0 D
联轴器
一、联轴器的功用与分类 滑块（十字滑块）联轴器（挠性） 特点应用：允许径向位移
联轴器
一、联轴器的功用与分类 万向联轴器（挠性） 特点应用：允许较大角位移
联轴器
一、联轴器的功用与分类 锥环（无键）联轴器（挠性） 特点应用：没有方向间隙、安全联轴器
联轴器
二、联轴器的维护
１.清尘 ２.润滑 ３.防护 ４.调整（松动） 刚性：带螺纹圆锥销、双弹性销 挠性：锁紧弹性锥形套（切缝）
齿轮传动
一、齿轮副
１.应用： 电机与滚珠丝杠的连接采取齿轮减速式
２.特点
噪声大，需润滑，有间隙，会冲击 反向死区
齿轮传动
二、齿轮副维护 １.消除齿轮间隙
（１）偏心套调整法 （２）锥度调整法 （３）双片错齿调整法
滑动导轨
优点：结构简单、制造方便、接触刚度高。 缺点：导轨摩擦阻力大，磨损快，动静摩擦因数差别大， 低速易爬行。
塑料滑动导轨：摩擦因数小、动静摩擦摩擦因数相近， 运动平稳，耐磨性好，抗振性好，有自润滑，化学稳定 性好，工艺简单，成本低！
数控机床用导轨
塑料滑动导轨
贴塑导轨：聚四氟乙烯、青铜粉、二硫化钼等。 导轨软带，中小型数控机床。Turcite-B、Rulon、TSF 注塑导轨：环氧树脂、二硫化钼、增塑剂、固化剂等。 导轨软带，大、重型数控机床。SKC3、HNT
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
3.导轨副的润滑 人工定期加油： 压力润滑：
数控机床用导轨
二、导轨的维护保养
4.导轨副的防护
防止切屑、磨粒、切削液等引起磨损、擦伤和锈蚀 刮板式、卷帘式、叠层式等。
数控机床用导轨
三、导轨的常见故障的维修
1.导轨研伤 2.运动不良 3.加工面在接刀处不平
直线电动机
滚珠丝杠副
二、滚珠丝杠维护
４.润滑： 提高耐磨性及传动效率 润滑油：90-180号透平油，140号或N15主轴油（工
作前加） 润滑脂：锂基（半年加一次）
滚珠丝杠副
二、滚珠丝杠维护 ５.安装：
三点一线； 轴承螺母相近原则； 螺母一般不拆（辅助套）
滚珠丝杠副
三、滚珠丝杠副诊断与维修
１.加工面表面粗糙度值大； ２.反向误差大，加工精度不稳定； ３.在运转中扭矩过大； ４.噪声大 ５.不灵活； ６.润滑不良
在满足加工精度的条件下尽可能取大一点导程
４.特点： 传动效率高，摩擦力小，寿命长，经预紧后可消除轴向间 隙，无反向空行程，成本高，不能自锁，尺寸不能太大。 ５.精度：1、2、3、4、5、7、10
滚珠丝杠副
一、滚珠丝杠 6.安装支撑方式：
一端推力轴承：结构简单，承载能力小，轴向刚度低，短 丝杠，垂直丝杠； 一端推力轴承，一端向心球轴承：有微量的轴向移动。较 长丝杠； 两端推力轴承:轴向刚度较好，对热变形敏感，长丝杠，对 精度和位移要求高； 两端推力轴承和向心球轴承：轴向刚度最好，热变形可转 为预紧力，长丝杠，对精度和位移要求高；
概述
进给传动系统种类 1.步进电机伺服进给系统 2.直流电机伺服进给系统 3.交流电机伺服进给系统 4.直线电机伺服进给系统
概述
伺服电机
概述
工作台
床身 直线电机
联轴器
一、联轴器的功用与分类
１.定义：实现两轴的联接，并传递运动及转矩T。
２.功用： 用于联接轴与轴，以传递运动与转矩； 补偿所联两轴的相对位移； 可用作安全装置； 吸振、缓冲。
复习引入
切削时主运动、进给运动
关键的几个概念
１.主传动系统的概念？进给传动系统的概念？
关键的几个概念
关键的几个概念
关键的几个概念
２.数控机床的主传动系统普通机床的主传动系统比较？
关键的几个概念
概述
螺母 丝杠
伺服进给系统
电机 支承
概述
进给传动系统机械传动机构
减速装置、丝杠螺母副、导向元件、支撑部件等。
对导轨的要求：高的导向精度、良好的精度保持性、良 好的摩擦特性、运动平稳、高灵敏度、寿命长。
数控机床用导轨
一、导轨的种类
按运动轨迹分：直线运动导轨、圆周运动导轨。 按工作性质分：主运动导轨、进给运动导轨、调整导轨。 按受力情况分：开式导轨、闭式导轨 按摩擦性质分：滚动导轨、塑料滑动导轨、静压导轨
数控机床用导轨
数控机床机械系统及 其故障诊断与维修
第三章 数控机床进给传动系统
主要内容
概述 联轴器 齿轮传动 滚动丝杠 数控机床用导轨 直线电动机
复习引入
数控机床机械结构是由那几个部分组成的？
（1）主传动系统，其功用是实现主运动 （2）进给系统 ，其功用是实现进给运动 （3）机床基础件，通常指床身、底座、立柱、 滑座、工作台等。其功用是支承机床本体的零、 部件，并保证这些零、部件在切削加工过程中占 有的准确位置。
直线电动机
二、直线电动机维护
2.直线电动机的隔热 初级绝缘层（板状铝散热器+精密冷却+散热板） 次级绝缘层（隔热材料、空气层、不锈钢）
3.直线电动机的防磁 三维折叠和耐热的高速防护罩
撰责主电制稿任子编作教编：师 辑…：………（以姓氏为序）
联轴器
一、联轴器的功用与分类
３.分类（按性质分）：
刚性联轴器： 适用于两轴能严格对中，并在工作中不发生相对位移
的地方，如凸缘联轴器。
挠性联轴器： 适用于两轴有偏斜或工作中有相对位移的地方 。
联轴器
一、联轴器的功用与分类 凸缘联轴器（刚性）
特点：能传递较大载荷；对中性要求高 应用：用于对中性好、刚度高、低速、无冲击场合；