文档介绍：第二节数控机床主传动系统及主轴部件
第三节数控机床的进给系统
第四节数控机床回转工作台
第五节数控加工使用的刀具及自动换刀系统
第六节数控加工用辅助装置
数控机床的结构
第一节数控机床的结构要求
一、对进给运动的要求
二、滚珠丝杠螺母副
三、传动齿轮间隙消除机构
四、导轨
数控机床进给系统
数控机床的进给运动是数字控制的直接对象,
被加工件的最后轮廓精度和加工精度都会受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。
为此,对进给系统中的传动装置和元件要求具有高的寿命,高的刚度,无传动间隙,高的灵敏度和低摩擦阻力的特点,
如导轨必须具有较小的摩擦力,耐磨性要高,所以一般采用滚动导轨、静压导轨和减磨滑动导轨等。
一、对进给运动的要求
为了提高位移精度,减少传动误差,对采用的各种机械部件首先保证它们的加工精度,
其次采用合理的预紧来消除轴向传动间隙,
所以在进给传动系统中广泛采用各种间隙消除措施,
但是采用预紧等各种措施后仍然可能留有微量间隙。
此外由于受力的作用后产生弹性变形,也会产生间隙,
所以在进给系统反向运动时仍需由数控装置发出脉冲指令进行自动补偿。
当旋转运动被转化为直线运动时,为了提高转换效率,保证运动精度,滚珠丝杠螺母副被广泛使用。
1、减少运动件之间的摩擦阻力:摩擦阻力主要来自丝杠螺母和导轨;对其进行滚动化是重要措施。
2、提高传动精度和刚度:
(1)保证进给系统中滚珠丝杠螺母、蜗轮蜗杆和支承结构的加工精度,提高传动精度和刚度。
(2)在进给链中加入减速齿轮或同步带传动,减小脉冲当量,从设计角度提高传动精度。
(3)采用预紧消除传动件间隙,提高传动精度。
3、减少惯量:高速运转零件的惯量影响伺服系统的启动和制动特性。
综合而言,在设计进给系统时,应充分注意减少摩擦阻力、提高传动精度和刚度、消除传动间隙、减少运动部件惯量。
二、滚珠丝杠螺纹副
1、滚珠丝杠螺母副的特点
滚珠丝杠工作原理:
如图是滚珠丝杠结构图,其工作原理是:
在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽,当把它们套装在一起时形成螺旋通道,并且滚道内填满滚珠。
当丝杠相对于螺母旋转时,两者发生轴向位移,而滚珠则可沿着滚道流动,
按照滚珠返回的方式不同可以分为内循环式和外循环式两种方式。
外循环式(如图)螺母旋转槽的两端由回珠管4连接起来,
返回的滚珠不与丝杠外圆相接触,
滚珠可以作周而复始的循环运动,
在管道的两端还能起到挡珠的作用,用以避免滚珠沿滚道滑出。
内循环方式(如图)带有反向器 5,返回的滚珠经过反向器和丝杠外圆之间返回。
滚珠丝杠螺母副的优点:
在传动时,滚珠与丝杠、螺母之间基本上是滚动摩擦,所以具有很多优点:
1)传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率很高可达92%-98%,是普通丝杠传动的2-4倍。
2)摩擦力小。因为动、静摩擦系数相差小,因而传动灵敏,运动平稳、低速不易产生爬行,随动精度和定位精度高。