【正文】 2單螺母； 3平鍵； 4調(diào)整螺母 圖 210 螺紋調(diào)隙式 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng) （ c）齒差調(diào)隙式（圖 211）。 通常采用雙螺母預(yù)緊的方法，把彈性變形量控制在最小限度內(nèi)。目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的滾珠絲杠螺母副，可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩類。 如圖 26(a)所示 。 （ 1） 螺紋滾道型面的形狀及其主要尺寸。滾珠與螺紋滾道在理論接觸狀態(tài)時(shí)，包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，它是滾珠絲杠螺母副的特征尺寸。滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。 （ 3）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高。 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng) 圖 24 滾珠絲杠螺母副 2. 滾珠絲杠螺母副的特點(diǎn) （ 1）傳動(dòng)效率高，摩擦損失小。裝刀之前，壓縮空氣從噴氣嘴 6中噴出，吹掉錐孔內(nèi)臟物，當(dāng)機(jī)械手把刀具裝入之后，壓力油通入液壓缸 14的左腔，使推桿退回原處，在碟形彈簧的作用下，通過(guò)拉桿 7又把刀具拉緊。 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 圖 22 主軸支承配置 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 2．主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 主軸內(nèi)部刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)是數(shù)控機(jī)床特別是加工中心的特有機(jī)構(gòu)。 如圖 22(b)所示結(jié)構(gòu)的前支承采用高精度雙列（或三列）角接觸 球軸承，后支承采用單列（或雙列）角接觸球軸承。 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 圖 21 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)的配置方式 三、主軸部件 1．主軸的支承 數(shù)控機(jī)床主軸的支承主要采用 3種主要形式。目前已經(jīng)有很多數(shù)控機(jī)床采用多主軸、多刀架以及帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀裝置等，減少換刀時(shí)間。 1. 減少發(fā)熱 2. 控制溫升 3. 改善機(jī)床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 三、提高機(jī)床的壽命和精度保持性 為了提高機(jī)床的壽命和精度保持性，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮數(shù)控機(jī)床零部件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌、進(jìn)給絲杠及主軸部件等影響精度的主要零件的耐磨性。 為了提高機(jī)床部件的剛度，則采用封閉界面的床身和液力平衡，減小移動(dòng)部件因位置變動(dòng)造成的機(jī)床變形 。 （ 2）數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較高的靜、動(dòng)態(tài)剛度和阻尼精度，以及較高的耐磨性，而且熱變形小。 （ 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(tái)盡可能大地加速 ， 以達(dá)到跟蹤指令 、 系統(tǒng)折算到驅(qū)動(dòng)軸上的慣量盡量小的要求 。 (3)變速范圍大。數(shù)控加工工藝學(xué) 第 2章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 概述 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng) 數(shù)控機(jī)床用導(dǎo)軌 自動(dòng)換刀裝置 數(shù)控工作臺(tái)與分度工作臺(tái) 金屬切削數(shù)控機(jī)床 電加工機(jī)床 與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)有許多特點(diǎn)。 (4)主軸速度的變換迅速可靠。 （ 3） 縮短傳動(dòng)鏈及用預(yù)緊的方法提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度 。 （ 3）為減小摩擦、消除傳動(dòng)間隙和獲得更高的加工精度，更多地采用高效傳動(dòng)部件，如滾珠絲杠副、滾動(dòng)導(dǎo)軌和消除間隙齒輪傳動(dòng)副等。 為了提高機(jī)床各部件的接觸剛度，增加機(jī)床的承載能力，則采用刮研的方法增加單位面積上的接觸點(diǎn)，并在結(jié)合面之間施加足夠大的預(yù)加載荷，以增加接觸面積。在使用過(guò)程中，應(yīng)保證數(shù)控機(jī)床各部件潤(rùn)滑良好。對(duì)于切削用量較大的數(shù)控機(jī)床，床身機(jī)構(gòu)必須有利于排屑。 如圖 22(a)所示結(jié)構(gòu)的前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和 60176。這種配置的高 速性能好，但承載能力較小，適用于高速、輕載和精密數(shù)控機(jī)床。如圖 23所示為 ZHSK63加工中心主軸結(jié)構(gòu)部件圖，其刀具可以在主軸上自動(dòng)裝卸并進(jìn)行自動(dòng)夾緊。冷卻液噴嘴 1用來(lái)在切削時(shí)對(duì)刀具進(jìn)行大流量冷卻。通常滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率達(dá)到～ ，比常規(guī)的絲杠螺母副高 3～ 4倍。 （ 4）運(yùn)動(dòng)具有可逆性，可以從直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，即絲杠和螺母都可以作為主動(dòng)件。 （ 7）不能自鎖。 （ 2）接觸角 β。螺紋滾道型面的形狀有多種，國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的僅有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種。 ② 雙圓弧型面。如圖 27所示為外循環(huán)螺旋槽式滾珠絲杠副如圖 28所示為內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠螺母副。應(yīng)用這一方法來(lái)消除軸向間隙時(shí)需要注意以下兩點(diǎn)： ① 通過(guò)預(yù)緊力產(chǎn)生預(yù)拉變形，以減小彈性變形所引起的位移，該預(yù)緊力不能過(guò)大，否則會(huì)引起驅(qū)動(dòng)力矩增大、傳動(dòng)效率降低和使用壽命縮短。 4內(nèi)齒圈； 3單螺母 圖 211 齒差調(diào)隙式 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng) 各種滾珠絲杠螺母副預(yù)緊方式及其特點(diǎn)，見(jiàn)表 22。 滾珠絲杠副的精度包括各元件的精度和裝配后的綜合精度，其中包括導(dǎo)程誤差、絲杠大徑對(duì)螺紋軸線的徑向圓跳動(dòng)、絲杠和螺母表面粗糙度、有預(yù)加載荷時(shí)螺母安裝端面對(duì)絲杠螺紋軸線的圓跳動(dòng)、有預(yù)加載荷時(shí)螺母安裝直徑對(duì)絲杠螺紋軸線的徑向圓跳動(dòng)以及滾珠絲杠名義直徑尺寸變動(dòng)量等。 負(fù)荷滾珠總?cè)?shù)為 、 、 、 、 5圈 ， 代號(hào)分別為 、 、 、 、 5?！?GQ”為滾珠絲杠螺紋的代號(hào)， 50為公稱直徑（ φ 50mm）， 8表示基本導(dǎo)程為 8mm， 2為精度等級(jí)，左旋螺紋應(yīng)在最后標(biāo)“ LH”字，右旋不標(biāo)。 ③兩端裝推力軸承，見(jiàn)圖 214c。潤(rùn)滑油為一般機(jī)油或 90~180號(hào)透平油或 140號(hào)主軸油。 分接觸式和非接觸式。 為了保證數(shù)控機(jī)床具有較高的加工精度和較大的承載能力，要求其導(dǎo)軌具有較高的導(dǎo)向精度、足夠的剛度、良好的耐磨性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，同時(shí)應(yīng)盡量使導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制造、調(diào)整和維護(hù)。 ①液體靜壓導(dǎo)軌。 ③貼塑導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌組件本身制造精度很高，對(duì)機(jī)床的安裝基面要求不高，安裝、調(diào)整都非常方便。 1防護(hù)板； 2端蓋； 3滾珠； 4導(dǎo)向片； 5保護(hù)架； 6本體 圖 216 滾動(dòng)導(dǎo)軌塊組件 自動(dòng)換刀裝置 一、自動(dòng)換刀裝置的形式 1. 回轉(zhuǎn)刀架換刀 數(shù)控車床上使用的回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的自動(dòng)換刀裝置，根據(jù)不同加工對(duì)象，可以設(shè)計(jì)成四方刀架和六角刀架等多種形式。當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，壓力油由 a孔進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，活塞 1上升，刀架體 2抬起，使定位用的活動(dòng)插銷 10與固定插銷 9脫開(kāi)。通過(guò)端齒離合器使刀架轉(zhuǎn)過(guò) 60176。齒輪 3的底盤上精確地安裝有 6個(gè)帶斜楔的圓柱固定插銷 9，利用活動(dòng)插銷 10消除定位銷與孔之間的間隙，實(shí)現(xiàn)反向定位。刀架壓緊之后，壓力油從 d孔進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸的右腔，活塞 6帶動(dòng)齒條復(fù)位，由于此時(shí)端齒離合器已脫開(kāi)，齒條帶動(dòng)齒輪 3在軸上空轉(zhuǎn)。 自動(dòng)換刀裝置 如圖 218所示為臥式八軸轉(zhuǎn)塔頭。然后壓力油進(jìn)入轉(zhuǎn)位液壓缸，推動(dòng)活塞齒條，再經(jīng)過(guò)中間齒輪使大齒輪 5與轉(zhuǎn)塔刀架 10一起回轉(zhuǎn) 45后，壓力油進(jìn)入中心液壓缸 13的下腔使轉(zhuǎn)塔頭下降，鼠齒盤 7和 8重新嚙合，實(shí)現(xiàn)了精確的定位。主軸前軸承 18采用錐孔雙列圓柱滾子軸承，調(diào)整時(shí)先卸下端蓋 2，然后擰動(dòng)螺母 3，使內(nèi)環(huán)做軸向移動(dòng)，以便消除軸承的徑向間隙。 圖 219 動(dòng)力轉(zhuǎn)塔刀架 自動(dòng)換刀裝置 二、帶刀庫(kù)的自動(dòng)換刀系統(tǒng) 自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床多采用刀庫(kù)式自動(dòng)換刀裝置。 常見(jiàn)的刀庫(kù)形式有 3種，即盤形刀庫(kù)，鏈?zhǔn)降稁?kù)，格子箱刀庫(kù)等。 (2) 刀庫(kù)下降，將用過(guò)的刀具從刀架中拔出。 自動(dòng)換刀裝置 2. 用機(jī)械手在刀庫(kù)與主軸之間換刀的自動(dòng)換刀裝置 這是目前應(yīng)用最普遍的一種自動(dòng)換刀裝置，其布局結(jié)構(gòu)多種多樣， JCS013型自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床所用換刀裝置即為一例。接著下一工步開(kāi)始，其第一個(gè)指令是換刀，機(jī)械手架回轉(zhuǎn) 180176。 (5) 卸刀機(jī)械手縮回原位。 (9) 機(jī)械手架回轉(zhuǎn) 180176。 (12) 刀套鏈反轉(zhuǎn)，把 T09號(hào)刀套送到換刀位置，同時(shí)機(jī)械手架上升至最高位置，為下面工步的換刀做好準(zhǔn)備。 自動(dòng)換刀裝置 1. 利用刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具交換的裝置 此裝置在換刀時(shí)必須首先將用過(guò)的刀具送回刀庫(kù)，然后再?gòu)牡稁?kù)中取出新刀具，這兩個(gè)動(dòng)作不可能同時(shí)進(jìn)行，如圖 223所示的數(shù)控立式鏜銑床就是采用這類刀具交換方式的實(shí)例。為了使機(jī)械手能可靠地抓取刀具，刀柄必須有合理的夾持部分，而且應(yīng)當(dāng)盡可能使刀柄標(biāo)準(zhǔn)化。 2. 單臂雙爪回轉(zhuǎn)式機(jī)械手 這種機(jī)械手的手臂上有兩個(gè)卡爪，兩個(gè)卡爪有所分工，一個(gè)卡爪只執(zhí)行從主軸上取下“舊刀”送回刀庫(kù)的任務(wù)。圖 227c右邊的一種機(jī)械手在抓取或?qū)⒌毒咚腿氲稁?kù)及主軸時(shí)，兩臂可伸縮。一個(gè)手臂從主軸上取下“舊刀”送回刀庫(kù)，另一個(gè)手臂由刀庫(kù)取出“新刀”裝入機(jī)床主軸。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與分度工作臺(tái) 一、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的功用有兩個(gè)：一是使工作臺(tái)進(jìn)行圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，二是工作臺(tái)進(jìn)行分度運(yùn)動(dòng)。 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與分度工作臺(tái) 1電液脈沖馬達(dá) 2偏心環(huán) 3主動(dòng)齒輪 4從動(dòng)齒輪 5銷釘 6鎖緊瓦 7套筒 8螺釘 9絲杠 10蝸桿 11蝸輪 1 13夾緊瓦 14液壓缸 15活塞 16彈簧 17鋼球 18底座 19光柵 21軸承 JCS013型自動(dòng)換刀數(shù)控臥式鏜銑床的數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)與分度工作臺(tái) 數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)由電液脈沖馬達(dá) 1驅(qū)動(dòng)，在它的軸上裝有主動(dòng)齒輪 3（ z1=22） ,它與從動(dòng)齒輪 4（ z2=66）相嚙合，齒的側(cè)隙靠調(diào)整偏心環(huán) 2來(lái)消除。調(diào)整時(shí)，先松開(kāi)殼體螺母套筒 7上的鎖緊螺釘 8，使鎖緊瓦 6把絲杠 9放松，然后轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠 9，它便和蝸桿 10同時(shí)在殼體螺母套筒 7中作軸向移動(dòng)，消除齒向間隙。當(dāng)蝸輪 11不回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的底座 18內(nèi)均布有八個(gè)液壓缸 14，