数控机床滚珠丝杆副的装配调整特点和工艺

机
件的正确定位和均匀位移的要求
换刀的自动机床、数
床
3．滚珠丝杠副的工作寿命长，可使数控机床长期工作
控电加工机床精密机
仍保持精度不变
床
4．滚珠丝杠副经预紧后进给刚度高
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
应用方面
采用滚珠丝杠的目的
用途举例
精
1．滚珠丝杠副的进给精度高，可满足数控机床移动部
件的正确定位和均匀位移的要求
般
运动
液压仿形铣床工作台进给丝杠副
机 床
利用滚珠丝杠的运动同步性，保证运动平稳
双柱横梁式镗床、龙门创床，龙 门铣床、立式车床等机床的横梁
升降丝杠副
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
二、数控车床的进给传动系统
1．进给传动副的作用 数控车床的进给运动采用无级调速的伺服驱动方式，伺服电动机经
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
（1）滚珠丝杠副的循环方式
滚珠丝杠副的结构与滚珠的循环方式有关，按滚珠在整个循环过程中 与丝杠表面的接触情况，滚珠丝杠可分为内循环和外循环两种方式。
1）内循环方式 • 如图1-2所示，内循环方式 的滚珠在循环过程中始终与 丝杠表面保持接触。滚珠循 环的回路短，流畅性好，效 率高，螺母的径向尺寸也较 小。
密
2．滚珠丝杠副的工作寿命长，可使数控机床长期工作
机
仍保持精度不变
床
3．滚珠丝杠副经预紧后进给刚度高
精密车床、坐标镗 床、齿轮磨床、螺纹 磨床、坐标磨床、电 加工机床等精密机床 的工作台、头架、滑
座的进给丝杠副
滚珠丝杠副传动效率高，运转轻快，可减轻操作者劳
动强度
镗床、铣床升降台的升降丝杠副
一
利用滚珠丝杠副运动可逆性、将直线运动转换为旋转
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
（3）滚珠丝杠副的应用
表1－1 滚珠丝杠副在机床上的应用
应用方面
采用滚珠丝杠的目的
用途举例
1．滚珠丝杠副的传动效率高，使机床进给机构的起动
转矩和运动转矩大大减小，以适应采用小容量的步进
数控铣床、车床、
数
电动机
镗床、磨床、及自动
控
2．滚珠丝杠副的进给精度高，可满足数控机床移动部
（1）结构原理 滚珠丝杠副是回转运动与直线运动相互转换的新型传动装置。
图1-1 滚珠丝杠副的内循环方式 1—丝杠 2—螺母 3—滚珠 4—返向器
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（2）传动特点 1）传动效率高，摩擦损失小。（效率-0.92~0.96，比普通提高3~4倍、 普通-0.2~0.4） 2）传动转矩小，传动平稳，无爬行现象，传动精度高，同步性好。 3）有可逆性，可以将旋转运动转换成直线运动；也可以将直线运动转 换成旋转运动，即丝杠和螺母均可以作为主动件。 4）施加适当预紧力，可消除丝杠和螺母的间隙，从而提高刚性，消除 反向时的空程死区，提高定位精度和重复定位精度。 5）磨损小，使用寿命长，精度保持性好。 6）制造工艺复杂，滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度高，对表面粗糙 度的要求低，制造成本高。 7）不能自锁，特别是在用于升降的场合，由于重力作用，下降时当传 动切断后，不能停止运动，故常需在传动系统中增加制动装置。
可实现定量精密微调，是目前应用较广的一种结构这种调整的方式的结构复杂，但调整方 便，通过简单的计算便可获得精确的调整量，可实现定量精密微调，是目前应用较广的一 种结构。
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2．滚珠丝杠副的支承和支承轴承的配合 （1）支承方式
1）一端装角接触球轴承。
这种安装支承方式只适合于短丝杠。它承载能力小，轴向刚度低， 一般用于数控机床的调整环节或小规格升降台铣床的垂直坐标中。
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图1-2 滚珠丝杠副的内循环方式 1—丝杠 2—螺母 3—滚珠 4—返向器
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
2) 外循环方式
外循环方式中的滚珠在 循环返回时，离开丝杠 螺纹滚道，在螺母体内 或体外作循环运动。如 图1-3所示插管式外循环， 弯道1两端插入与螺纹 滚道5相切的两个孔内， 弯道两端部引导滚珠4 进入弯管，形成一个循 环回路，再用压板2和 螺钉将弯管固定。
普通丝杠副采用滑动摩擦，滚珠丝杠副采用滚动摩擦。因此，滚珠丝杠 副的传动要比普通丝杠副灵敏且传动效率高。
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
（1）滚珠丝杠副的循环方式 内循环和外循环
图1-2 滚珠丝杠副的内循环方式 1—丝杠 2—螺母 3—滚珠 4—返向器
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图1-3 滚珠丝杠副的外循环方式 1—弯管 2—压板 3Байду номын сангаас丝杠 4—滚珠 5—螺纹管道
数控机床滚珠丝杆副的装配调整
图1-5 所示的结构是利用螺纹来调整实 现预紧的结构
图1-6 齿差式调整间隙结构
图1-5 螺纹调整式的滚珠丝杠螺母副 1、5—螺母 2—返向器 3—垫圈 4—锁紧螺母
图1-6 所示为双螺母齿差式调整间隙结构
这种调整的方式的结构复杂，但调整方便，通过简单的计算便可获得精确的调整量，
过进给运动系统将动力和运动传动给工作台等运动执行部件。 直接将伺服电动机与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠副的作用是将旋转运动转 换为直线运动。 2．数控车床对进给传动机构的要求
由于数控机床的进给运动是数字控制的直接对象，被加工工件的最终 位置精度和轮廓精度都与进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性有关。 摩擦阻力小、传动精度和传动刚度高、传动零件的惯量小、系统具有适 度阻尼、稳定性好、寿命长、使用维护方便。 3．滚珠丝杠副
图1-3 滚珠丝杠副的外循环方式 1—弯管 2—压板 3—丝杠 4—滚珠 5—螺纹管道
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（2）滚珠丝杠螺母副的预紧方法预紧方法的基本原理都是使两个 螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。
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图1-4 垫片调整方式 这种调整方法具有结构简单可靠、刚性好和装卸方便等优点， 但调整较费时间，很难在一次修磨中完成调整
数控机床滚珠丝杆副的装配调整特点和 工艺
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数控机床滚珠丝杆副的装配调 整
学习目标
1.滚珠丝杆副的传动特点及应用。 2.滚珠丝杆副的支承和支承轴承的配合。 3.滚珠丝杆副的装配工艺。
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数控机床滚珠丝杆副的装配调整
一、滚珠丝杠副的装配调整 1．滚珠丝杠副的传动特点及应用