数控机床及其维护(第2版)第4章

2、螺母调整法
3、齿差调整法
1）垫片调整结构 ：结构简单、可靠 ，调整 不方便
2) 螺母调隙：可随时进行调整，调整量不易 准确控制
3） 齿差式调整结构 ：结构复杂，但调整准确可靠，精 度较高。
滚珠丝杠的支承方式
滚珠丝杠轴承的结构：
适宜高速、径向及轴向载荷专用轴承
三、导轨
保证运动（直线、旋转）实现的精度。 静压导轨 滚动导轨
机械准停振动 较大，对主轴寿 命及精度有影响。 机械准停对主 轴电机性能要求 不高。 机械准停机构 成本低。
2. 电气准停
由主轴驱动系统实现，主轴驱动系统必须是伺服电 机。 停止位置由驱动系统确定，停止后伺服电机锁定。
4．3 进给传动系统
旋转伺服电机＋（减速机构）＋丝杠螺母机构 直线伺服电机 作为成形运动的执行件，要求进给传动系统： 1、运动传动的刚性好 2、位置控制精度高 3、快速响应性能好：摩擦小、 摩擦小：有丝杠、导轨二因素 转动惯量小：有丝杠、电机、减速机构
解决方法：均热、隔热，改变机床结构
4、具有实现自动化的辅助部件
对加工过程尽可能少的人工干涉。
刀具自动更换 工作台自动交换 故障的自动检出 对工作元件温升的自动消除 切屑的自动运出……
4．2 数控机床的主传动系统（主轴+驱动电机）
一、主传动系统的特点
1、运动精度高
2、转速高、功率大 3、调速范围宽 4、主轴能迅速可靠变换速度
现主轴旋转中的速度变换？ 结论：由数控系统及其PLC控制
3.小型 加工中 心主轴 皮带传 动
加工中 心压刀 缸结构
气液 联动 压刀 装置
拉 紧 刀 柄 的 机 构
拉刀爪结构
4.直连式驱动主轴部件：
5.数控车床的主轴部件：
数控车床上可以配备液压自动卡盘：
三、 主轴的准停装置 准停分类： 1. 机械准停：早期老式加工中心使用
伺服传动系统的典型构成
联轴节的结构
一、减速机构对传动精度的影响－－间隙
消除间隙的方法：
二、运动传动的核心部件
丝杠螺母副：大量使用滚珠丝杠
外循环 滚珠丝 杠的结 构
内循环滚珠丝杠的结构：
滚珠丝杠属于螺纹类零件，有侧隙，使用 时需对其间隙进行调整。 滚珠丝杠也是标准件，可以定制。
1、垫片调整法
滑动导轨（塑料导轨）
静压导轨：
静压导轨的特点：
承载效果好，改变供油压力，提高承载能力。
表面不需要高精度加工。
几乎没有摩擦（液体摩擦）。
工作面没有磨损（理论上）。
可以自己冷却。
需要专门的供油系统、需要严格的设计。 成本高
2.滚动导轨
在动导轨和定导轨之间加入滚动体， 使导轨副之间的摩擦状态变为滚动摩擦。
滚动体可以是滚珠、滚柱。
滚柱 导轨
滚珠导轨：
直 线 形 滚 柱 导 轨 滑 块 的 结 构
滚动导轨的问题：
• 高硬度材料制造。 • 通常运动件之间是点或线接触。
• 如果有灰尘、杂质进入运动空间？
• 如果表面加工质量不好？
3.贴塑导轨：
在导轨的表面上粘贴上0.8～3.2mm一层特殊的 高分子塑料。 具有工艺简单、成本低，可承受较大的载荷， 能有效防止低速爬行现象。
第四章 数控机床的运动传动部件 4．1 数控机床的结构特点
4．2 数控机床的主传动系统
4．3 数控机床的进给传动系统
作业
4．1 数控机床的结构特点
一、数控机床机械系统应该满足的要求 1、具有高的动、静刚度可承受大的切削功率 高效加工设备 自动化加工 高成本投入 常作为精密机床使用
多 轴 复 合 加 工
三、主轴部件
任何机床上最重要的部件之一：
自动变速
自动换刀
准停
提供冷却液、压缩空气
动力、运动、精度
1.数控镗铣 床的主轴部 件： 传动部件
压刀缸 拉刀机构 主轴机构
主传动系统结构图：
压刀缸结构图：
主轴部件结构 图：
Leabharlann Baidu
2.数控镗铣床主轴部件结构图：
问题：具有速度变换功能的主轴部件如何实
2、较少运动件摩擦和较小的传动间隙
精密加工要求进给准确 低速进给加工时不能有爬行现象 高速运行时不能有共振现象
运行过程中发热量应该小
静压导轨、静压丝杠技术使用
滚动导轨、滚动丝杠的应用
3 、具有良好的热稳定性
热胀冷缩是自然规律，无法消除，但可 减少其影响。 热源：伺服电机、驱动器、变压器、液 压系统， 切削热、运动摩擦发热 均匀变形和不均匀变形
常用稀油在导轨面间润滑。
在数控车床上广泛使用。
贴塑导轨可用环氧树脂粘合。
可对塑料导轨进行各种方法加工。
承载能力14MPa
塑料 导轨 的组 合形 式
结束
爬行现象：机床低速运行时，由于动静摩 擦系数的差别，使执行件产生“蠕动性”运动。
爬行现象可以使加工时的进给量不均匀执 行，会引起切削载荷不均变化、结构产生不同 变形，影响加工精度和表面质量。 爬行现象是高精度机床影响加工精度的主 要因素之一。
某数控机床转速功率关系图：
二、主轴的传动方式
1、使用齿轮变速箱变速
一般有2∼3档速度，根据工作需要实现速度变换。
2、皮带传动直接变速 多用于数控车床上，用V形带或同步带传动 可减少振动对加工质量的影响
常用同步带传动的方式
3、电主轴驱动 电动机轴制造成主轴，结构简化刚性好，热 变形大
电主轴外观图