數(shù)控技術(shù)第7章數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)-文庫吧
2024-12-22 01:54 本頁面
【正文】 靜壓軸承和液體動壓軸承的優(yōu)點(diǎn)，但這種軸承必須根據(jù)具體機(jī)床專門進(jìn)行設(shè)計(jì)，單獨(dú)生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，維護(hù)保養(yǎng)也困難。 ? 應(yīng)用最多是 混合陶瓷球軸承 ，即滾動體使用熱壓或熱等靜壓 Si3N4陶瓷球，軸承套圈仍為鋼圈。 ? 滾動體采用氮化硅陶瓷球的原因： ① 質(zhì)量輕，相當(dāng)于鋼球的 40%，因而離心力下降； ② 彈性模量高，為鋼球的 倍，因而主軸和軸承的剛度、臨界轉(zhuǎn)速提高。 ③線膨脹系數(shù)低，約為鋼球的 25%；④硬度高， 的 ；⑤陶瓷與金屬不產(chǎn)生咬合。 ② 軸承配置： （ a）后端定位： 推力軸承布置在后支承兩側(cè)，并承受雙向軸向載荷。優(yōu)點(diǎn)：簡化主軸端部結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)：主軸熱膨脹，向前端伸長或橫向彎曲，影響精度。 （ b）前后兩端定位： 推力軸承布置在前、后支承的兩外側(cè)，軸向載荷分別由前后支承承受。軸向間隙一般由后端調(diào)整。在主軸受熱伸長時，會改變支承的軸向、徑向間隙，影響加工精度。設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮對主軸的自動預(yù)緊。 (c)(d)均采用前端定位，推力軸承布置在前支承，軸向載荷由前支承承受。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度較高；主軸受熱伸長，不會影響加工精度。 圖 (c)的推力軸承安裝在前支承兩側(cè)，會增加主軸的懸伸長度，對提高剛度不利。 圖 (d) 推力軸承均布置在前支承內(nèi)側(cè)，主軸的懸伸長度小，剛度大。但前支承結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般用于高速精密數(shù)控機(jī)床。 ? 常見形式 : 特點(diǎn) （ a）前支承采用圓錐孔雙列圓柱滾子軸承和雙向推力角接觸軸承組合，后支承采用成對角接觸球軸承。這種配置形式使主軸的綜合剛度得到大幅度提高，可以滿足強(qiáng)力切削的要求，所以目前各類數(shù)控機(jī)床的主軸普遍采用這種配置形式。 （ b）前文承采用高精度雙列向心推力球軸承和角接觸球軸承組合。這種配置方式具有較好的高速性能，主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá) 4000r／ min，但是軸承的承載能力小，因而適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸。 （ c）前后支承采用雙列圓維波子軸承和圓錐滾子軸承。這種軸承徑向軸向剛度高，能承受重載荷，尤其能承受較大的動載荷，安裝與調(diào)整性能好。但是這種軸承配置方式限制了抽的最高轉(zhuǎn)速和精度，所以僅適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。 主軸組件結(jié)構(gòu) ? 機(jī)床主軸部件的結(jié)構(gòu)根據(jù)不同的機(jī)床有較大的差別。 ? 主軸組件的分析方法： 軸承類型、軸承配置、軸向力傳遞方式、軸承間隙調(diào)整方法。 數(shù)控車床主軸組件圖 ? 傳動件、軸承、擋圈等均采用先進(jìn)的熱套工藝進(jìn)行安裝和調(diào)整，主軸上無鍵槽和螺紋，既增強(qiáng)了主軸剛度，又最大限度地降低了主軸的不平衡量。 ? 前支承采用成組角接觸球軸承，后支承為雙列圓柱滾子軸承。前端的三個角接觸軸承中，前兩個軸承的大端向主軸前端，另一個軸承的大端向主軸后端，前支承可以同時承受徑向和軸向力。 ? 軸向力傳遞 ：向左的軸向力由主軸前端，通過軸承 1軸承 1擋圈 1軸承 10的外圈傳到箱體上。向右的軸向力由熱調(diào)整套 擋圈 軸承 10的內(nèi)圈、球、外圈、擋圈 1軸承 13和 17的外圈、聯(lián)接盤 1螺釘 15傳到箱體上。 ? 間隙調(diào)整 ：當(dāng)軸承間隙過大時，需卸下主軸部件，通過修磨 2個擋圈 11和 12，調(diào)整熱調(diào)整套的軸向位置進(jìn)行。熱調(diào)整套的內(nèi)孔與主軸外圓以一很小錐度配合，以便調(diào)整。后支承為雙列圓柱滾子軸承，其調(diào)整可通過熱套工藝，調(diào)整帶輪聯(lián)接盤 2的軸向位置和修磨擋圈 7來實(shí)現(xiàn)。 ? 電主軸主要由空心轉(zhuǎn)子 帶繞組的定子 2和位置檢測器（圖中未示出）三部分組成。 ? 主軸 4與電動機(jī)合為一體，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子軸就是主軸本身，電動機(jī)定子與主軸箱體聯(lián)接， ? 主軸傳動不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且降低了噪聲和共振。主軸部件經(jīng)過嚴(yán)格的動平衡，故可以在高速下運(yùn)行。 ? 為了防止主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)時的發(fā)熱，主軸軸承、電主軸均通入冷卻水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。主軸前端結(jié)構(gòu)與前圖相同。 刀具自動夾緊裝置 一、數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)的特點(diǎn) 1. 低摩擦傳動副 。如采用靜壓導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和滾珠絲杠等，以減小摩擦力。 2. 選用最佳的降速比 ，以達(dá)到提高機(jī)床分辨率，使工作臺盡可能大地加速以達(dá)到跟蹤指令、系統(tǒng)折算到驅(qū)動軸上的慣量盡量小的要求。 3. 縮短傳動鏈以及用預(yù)緊的方法提高傳動系統(tǒng)的剛度 。如采用大轉(zhuǎn)矩寬調(diào)速的直流電動機(jī)與絲杠直接相連應(yīng)用預(yù)加負(fù)載的滾動導(dǎo)軌和滾珠絲杠副，絲杠支承設(shè)計(jì)成兩端軸向固定的、并可預(yù)拉伸的結(jié)構(gòu)等辦法來提高傳動系統(tǒng)的剛度。 4. 無間隙傳動，消除反向死區(qū)誤差 。如采用消除間隙的聯(lián)軸器，采用有消除間隙措施的傳動副等。 167。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng) 二、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu) 類型 ? 直線進(jìn)給運(yùn)動： ? 通過 絲杠螺母副（通常為滾珠絲杠或靜壓絲杠） ，將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動。 ? 通過 齒輪、齒條副 ，將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動。 ? 直接采用直線電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。 ? 圓周進(jìn)給運(yùn)動： ? 除少數(shù)情況直接使用齒輪副外，一般都采用 蝸輪蝸桿副 。 減速機(jī)構(gòu) ? 通過降速來 匹配進(jìn)給系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量和獲得要求的輸出機(jī)械特性 ，對開環(huán)系統(tǒng)，還起匹配所需的脈沖當(dāng)量的作用。 ? 一般采用齒輪機(jī)構(gòu)或同步齒形帶傳動 。 ? 近年來，由于伺服電機(jī)及其控制單元性能的提高，許多數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)去掉了降速齒輪副，直接將伺服電動機(jī)與滾珠絲杠連接。 ① 開環(huán)系統(tǒng)降速比 運(yùn)動平衡式： ??ipm1ppmi?? ?360?? ②閉環(huán)系統(tǒng)降速比 vnip ?npvi ?二、滾珠絲杠螺母副 工作原理及特點(diǎn) 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠 外循環(huán)滾珠絲杠 ? 在絲杠和螺母上都有半圓形的螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時便成了
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