數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) (2)-文庫(kù)吧
2025-04-20 04:57 本頁(yè)面
【正文】 主軸部件包括： 1 主軸軸承 2 刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 3 主軸的準(zhǔn)停裝臵 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 (1)數(shù)控機(jī)床的主軸軸承配臵形式如圖所示： ① 前支承采用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸球軸承組合，后支承采用成對(duì)角接觸球軸承（ a）。 ② 前軸承采用高精度角接觸球軸承（ b）。 ③ 雙列圓錐滾子軸承和單列圓錐滾子軸承（ c）。 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 （ 2）主軸結(jié)構(gòu) 數(shù)控車床主軸結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 ① 刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 它主要由拉桿 拉桿端部的四個(gè)鋼球 碟形彈簧 活塞 液壓缸 11等組成。 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 ② 主軸的準(zhǔn)停裝臵。 主軸準(zhǔn)停裝臵具有準(zhǔn)確定位的功能，將主軸準(zhǔn)確地停在某一固定位臵，以便在該處進(jìn)行換刀等動(dòng)作。 主軸準(zhǔn)停裝臵主要分為 機(jī)械方式 和 電氣方式 兩種。 機(jī)械式主軸準(zhǔn)停裝臵 1定位盤(pán)； 2接近體； 3無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)； 4定位液壓缸 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 1指令 2強(qiáng)電時(shí)序電路 3伺服單元 4主軸電機(jī) 5同步齒形帶 6位置控制電路 7主軸端面鍵 8主軸 9發(fā)磁體 10磁傳感器 11放大器 12定向電路 電氣式主軸準(zhǔn)停裝臵原理圖 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 (3)電主軸與高速主軸系統(tǒng) 在高速機(jī)床上，大多數(shù)使用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和主軸一體的電主軸，可以使主軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)，甚至幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘，主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剛性更高。 電主軸結(jié)構(gòu)原理圖 1引出線 2定子 3轉(zhuǎn)子 4套筒 5繞組 6外殼 數(shù)控機(jī)床的主軸部件 電主軸傳動(dòng)的特點(diǎn)： (1)機(jī)械結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)慣量小，因而快速響應(yīng)性好，能實(shí)現(xiàn)極高的速度、加（減）速度和定角速度的快速準(zhǔn)停（ C軸控制）。 (2)通過(guò)采用交流變頻調(diào)速或磁場(chǎng)矢量控制的交流主軸驅(qū)動(dòng)裝臵，輸出功率大，調(diào)速范圍寬，并有比較理想的轉(zhuǎn)矩 —— 功率特性。 (3)可以實(shí)現(xiàn)了主軸部件的單元化。 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 概述 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的 作用 ： 接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給脈沖，經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的 特點(diǎn) ： 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)必須對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位臵和速度同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，除了要求具有較高的定位精度外，還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 主要采取的 措施 ： 1)采用貼塑導(dǎo)軌 、 靜壓導(dǎo)軌 、 滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠螺母副等低摩擦的 傳動(dòng)副 ， 減小運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦力； 2)減小傳動(dòng)系統(tǒng)折算到驅(qū)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ， 提高工作臺(tái)跟蹤指令的 快速反應(yīng)能力 。 概述 滾珠絲杠螺母副 +滾動(dòng)導(dǎo)軌副 概述 爬行現(xiàn)象是指低速時(shí)運(yùn)動(dòng)不平衡的現(xiàn)象，如下圖所示。機(jī)床爬行現(xiàn)象一般發(fā)生在低速度、重載荷的運(yùn)動(dòng)情況下當(dāng)主動(dòng)件 1作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，被動(dòng)件 3往往會(huì)出現(xiàn)明顯的速度不均勻，產(chǎn)生跳躍式的時(shí)停時(shí)走的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或時(shí)快時(shí)慢現(xiàn)象。 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的要求 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是指將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ髋_(tái)或刀架的運(yùn)動(dòng)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈，包括齒輪傳動(dòng)副 (或蝸桿蝸輪副 )、絲杠螺母副等及其支承部件 (軸承座等 )。 對(duì)其進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械裝臵提出了如下要求： (1)傳動(dòng)精度與定位精度高 (2)傳動(dòng)剛度高和抗振性好 (3)進(jìn)給調(diào)速范圍寬 (4)低摩擦和低慣量 (5)響應(yīng)速度快 (6)消除傳動(dòng)間隙 (7)速度的穩(wěn)定性好 機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)裝臵有兩種組成方案 1伺服電動(dòng)機(jī) 2滾珠絲桿副 3工作臺(tái) 4減速器 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 方案 a采用負(fù)載能力強(qiáng)的伺服電動(dòng)機(jī)，直接通過(guò)絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)給，傳動(dòng)鏈短，剛度大，傳動(dòng)精度高，是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)的主要組成形式。 螺母 絲杠 電機(jī) 支承 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 采用方案 b，原因如下： ① 細(xì)化脈沖當(dāng)量，以便保證和提高進(jìn)給的精度； ② 改變加在電機(jī)上的負(fù)載扭矩，以實(shí)現(xiàn)與電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的最佳匹配； ③ 改變加在電機(jī)軸上的負(fù)載慣量，以實(shí)現(xiàn)與電機(jī)慣量的最佳匹配； ④ 改善傳動(dòng)阻尼的需要，或安裝聯(lián)接的需要。 傳動(dòng)中，對(duì)于起轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式作用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，除滾珠絲杠副外，還有靜壓蝸桿一蝸母機(jī)構(gòu)，預(yù)加載雙齒輪一齒條機(jī)構(gòu)等形式。 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 (1)滾珠絲桿副 ①工作原理和特點(diǎn) 滾珠絲杠螺母副由于在絲杠和螺母之間放入了滾珠，滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，因而大大地減小了摩擦阻力，提高了傳動(dòng)效率。 滾珠絲杠螺母副 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 與普通絲杠螺母副相比，滾珠絲杠螺母副其有以下優(yōu)點(diǎn)： 1) 傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。 2) 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)爬行。由于摩擦阻力小，動(dòng)、靜摩擦力之差極小，故運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。 3) 傳動(dòng)精度高，反向時(shí)無(wú)空程。 4) 磨損小。因摩擦阻力小，磨損小，故精度保持性好，使用壽命長(zhǎng)。 5) 運(yùn)動(dòng)其有可逆性。由于摩擦系數(shù)小，不會(huì)自鎖，因而不僅可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)，也可將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即絲杠和螺母均可作主動(dòng)件或從動(dòng)件。 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 滾珠絲杠螺母副也有不足的地方，主要有： 1) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且絲杠和螺母等元件的加工精度和表面質(zhì)量要求高，故制造成本高。 2) 由于不能自鎖，特別是在用作垂直安裝的滾珠絲杠傳動(dòng)，會(huì)因部件的自重而自動(dòng)下降。當(dāng)向下驅(qū)動(dòng)部件時(shí)，由于部件的自重和慣性，傳動(dòng)切斷時(shí)，不能立即停止運(yùn)動(dòng)，必須增加制動(dòng)裝臵。 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 ② 結(jié)構(gòu)類型 滾珠循環(huán)方式可分為兩種 :外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。 外循環(huán)滾珠絲杠副 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副 進(jìn)給傳動(dòng)裝置 1) 外循環(huán) 滾珠在循環(huán)過(guò)程結(jié)束后，通過(guò)螺母外表面上的螺旋槽或插管
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