数控机床的进给运动体系

2017-05-02 13:29分类：机械维修阅读：

一、对进给体系的恳求
进给运动是以确保刀具与工件相对方位联络为意图，被加工工件的概括精度和方位精度都遭到进给运动的传动精度、活络度和安稳性的直接影响。
进给运动是数字操控体系的直接操控方针。关于闭环操控体系，还要在进给运动的结束加上方位查看体系，并将丈量的实习位移反响到操控体系中，以使运动更准确。因而，进给运动的机械构造有必要具有以下几个特征。
1. 运动件间的抵触阻力小
2. 消除传动体系中的空位
3. 传动体系的传动精度和刚度高
4. 减小运动惯量，具有恰当的阻尼
二、传动齿轮副
1. 计划传动齿轮副应思考的疑问
使丝杠、作业台的惯量在体系中占有较小的比重。
使高转速低转矩的伺服驱动设备的输出变为低转速大转矩。
在开环体系中可归算所需的脉冲当量。
速比分配及传动级数对传动的翻滚惯量和施行件的失动的影响。
2. 消除传动齿轮空位
因为数控机床进给体系的传动齿轮副存在空位，在开环体系中会构成进给运动的位移值滞后于指令值；反向时，会呈现反向死区，影响加工精度；在闭环体系中，因为有反响效果，滞后量尽管可得到抵偿，但反向时会构成伺服体系发作振动而不安稳。为了跋涉数控机床伺服体系的功用，削减或消除齿轮空本地法有刚性调整法和柔性调整法。
三、丝杠螺母副
数控机床的进给运动链中，将旋转运动改换为直线运动的办法许多，本节只介绍滚珠丝杠螺母副和静压丝杠螺母副。
（一）滚珠丝杠螺母副
1.作业原理和特征
1) 原理丝杠和螺母上都有圆弧形面的螺旋槽, 在作业进程中，滚珠既自转又循环翻滚, 丝杠和螺母间为翻滚抵触。
2) 特征:
抵触丢掉小，传动功率高，可达0.90～0.96；
预紧后，可彻底消除空位，跋涉传动刚度和精度；
抵触阻力小；
平稳、无匍匐；
磨损小、精度坚持好、寿数长；
发热量小，因而习气高速运动；
具有运动的可逆性: 螺母、丝杠均可作主动件或从动件。故不能自锁、丝杠立式运用需添加制动设备。
2. 构造类型
按滚珠循环办法可分为以下两种：
1) 外循环（滚珠经过螺母外外表回来）
外循环办法中的滚珠在循环返向时，脱离丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。如图7-7所示插管式外循环，弯管两头刺进与螺纹滚道相切的两个孔内，弯管两头部引导滚珠进入弯管，构成一个循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。插管式外循环构造简略，制作简略，但径向标准大，且因为滚道接缝处很难做得滑润，影响滚珠翻滚平稳性，甚至发作卡珠景象，噪声较大。

2) 内循环（滚珠经过螺母表里表回来）
内循环办法的滚珠在循环进程中一向与丝杠外表坚持触摸。如图7-8所示，在螺母2的旁边脸庞内装有接通相邻滚道的反向器4，运用反向器引导滚珠3跳过丝杠1的螺纹顶部进入相邻滚道，构成一个循环回路，称为一列。通常在同一螺母上装有2～4个反向器，并沿螺母圆周均匀散布。内循环办法的长处是滚珠循环的回路短、流转性好、功率高、螺母的径向标准也较小，但制作精度恳求高。

3. 滚珠丝杠螺母副的预紧
滚珠丝杠螺母副预紧的根柢原理是使两个螺母发作轴向位移，以消除它们之间的空位和施加预紧力。图7-9所示构造是经过修磨垫片的厚度来调整轴向空位。这种调整办法具有构造简略牢靠、刚性好和装卸便当等长处，但调整较费时刻，很难在一次修磨中结束调整。

图7-10所示是运用两个锁紧螺母来调整螺母的轴向位移来结束预紧的构造，两个螺母靠平键与外套相连，其间右边的一个螺母外伸有些有螺纹。用两个锁紧螺母1、2可使螺母相对丝杠作轴向移动，在消除了空位往后将其锁紧。这种调整办法具有构造紧凑、作业牢靠、调整便当等长处，故运用较广。但调整位移量不易准确操控，因而，预紧力也不能准确操控。

图7-11所示为双螺母齿差式调整空位构造。在两个螺母的凸缘上别离切出齿数差为1的两个齿轮，这两个齿轮别离与两头相应的内齿轮相啮合，内齿轮紧固在螺母座上。预紧时脱开内齿圈，使两个螺母同向转过一样的齿数，然后再合上内齿圈。两螺母的轴向相对位移发作改动，然后结束空位的调整和施加预紧力。这种调整办法的构造杂乱，但调整便当，并能够取得准确的调整量，可结束定量精纤细调，是如今运用较广的一种构造。

四、机床导轨
1．对导轨的恳求
1) 导向精度高
不管空载或切削加工时，导轨均应有满意的精度。
2) 耐磨功用好
导轨在长时刻运用进程中坚持较高的导向精度。
3) 满意的刚度
导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对方位，恳求导轨有满意的刚度。
为减轻或平衡外力的影响，数控机床常选用加大导轨面的标准或添加辅佐导轨的办法来跋涉刚度。
4) 低速运动平稳性
要使导轨的抵触阻力小，运动简练，低速运动时无匍匐景象。
5) 构造简略、技能性好
导轨的制作和修补要便当，在运用时便于调整和维护。
2．导轨的品种和特征
(1) 滑动导轨
现代数控机床选用的导轨首要有带有塑料层的滑动导轨、翻滚导轨和静压导轨。
滑动导轨有金属—金属型式，如今数控机床很少选用。大都选用金属——塑料型式，称贴塑导轨。
贴塑导轨一面贴有塑料板，选用分外粘结剂加压固化，另一滑动面为淬火磨削面，活络运动可达30m /min。
滑动贴塑导轨的塑料化学安稳性高、抵触系数低、静动系数差值小、耐磨损、耐腐蚀、吸振性好、比重小、强度大、加工成型简略，能在任何液体或无光滑条件下作业。
其首要缺点是耐热性差、导热率低，有必要留心散热；热胀大系数比金属大，应选用较薄的塑料板；在外力效果下易发作塑性活动；惯性差，应留心贴塑导轨的设备质量；吸湿性大，影响标准安稳性。

翻滚导轨的特征是：抵触系数小，抵触系数通常在0.0025～0.005的计划内，动、静抵触系数根柢一样，发起阻力小，不易发作冲击，低速运动安稳性好；定位精度高，运动平稳，微量移动准确；磨损小，精度坚持性好，寿数长；可是抗振性差，防护恳求较高；构造杂乱，制作较艰难，本钱较高。现代数控机床常选用的翻滚导轨有翻滚导轨块和直线翻滚导轨两种。
1）翻滚导轨块
翻滚导轨块是一种以翻滚体作循环运动的翻滚导轨，其构造如图7-14所示。在运用时，翻滚导轨块设备在运动部件的导轨面上，每一导轨起码用两块，导轨块的数目与导轨的长度和负载的巨细有关，与之般配的导轨多用嵌钢淬火导轨。当运动部件移动时，滚柱3在支承部件的导轨面与本体6之间翻滚，一同又绕本体6循环翻滚，滚柱3与运动部件的导轨面不触摸，所以运动部件的导轨面不需淬硬磨光。翻滚导轨块的特征是刚度高，承载才干大，便于拆装。

1—防护板；2—端盖；3—滚柱；4—导向片；5—坚持器；6—本体
2）直线翻滚导轨
直线翻滚导轨的构造如图7-15所示，首要由导轨体1、滑块7、滚珠4、坚持器3、端盖6等构成。因为它将支承导轨和运动导轨组合在一同，作为独立的标准导轨副部件由专门的出产厂家制作，故又称单元式直线翻滚导轨。在运用时，导轨体固定在不运动的部件上，滑块固定在运动部件上。当滑块沿导轨体运动时，滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内翻滚，并经过端盖内的暗道从作业负载区到非作业负载区，然后再滚回到作业负载区，不断循环，然后把导轨体和滑块之间的滑动，变成了滚珠的翻滚。

1—导轨体；2—周围面密封垫；3—坚持器；4—滚珠；5—端部密封垫；6—端盖；7—滑块；8—光滑油杯
（3）静压导轨
静压导轨的导轨面之间处于纯液体抵触状况，不发作磨损，精度坚持性好；抵触系数低（通常为0.005～0.001），低速时不易发作匍匐；承载才干大；刚性好，承载油膜有杰出的吸振效果，抗振性好；可是其构造杂乱，需装备一套专门的供油体系，制形本钱较高。静压导轨可分为开式静压导轨和闭式静压导轨两种。这儿仅介绍较为简略的开式静压导轨。
开式静压导轨的作业原理如图7-14所示。油泵2发起后，油经滤油器l吸入，用溢流阀3调度供油压力，再经过滤油器4，经过节省器5降压至Pr（油腔压力）进入导轨的油腔，并经过导轨空位向外流出，回到油箱8。油腔压力构成浮力将运动部件6浮起，构成必定的导轨空位。当载荷增大时，运动部件下沉，导轨空位减小，液阻添加，流量减小，然后使油经过节省器时的压力丢掉减小，油腔压力Pr增大，直至与载荷W平衡。

五、反转作业台
为了跋涉出产功率，拓宽技能计划，数控机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴的直线进给运动以外，通常还带有饶X、Y和Z轴的圆周进给运动。通常数控机床的圆周进给运动由反转作业台来结束。数控铣床的反转作业台除了用来进行各种圆弧加工或与直线进给联动进行曲面加工外，还能够结束准确分度，这给箱体零件的加工带来了便当。关于主动换刀的数控机床来说，反转作业台已变成一个不行短少的部件。数控机床中常用的反转作业台稀有控反转作业台和数控分度作业台两种。