【正文】 油液 ， 其吸熱性好 ， 又無油液攪拌作用 ， 因此常用于高速主軸軸承的潤滑 。 圖 9－ 17是幾種非接觸式密封的形式 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 2） 傳動剛度要高 。 為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的抗振性 ， 應(yīng)使機(jī)械構(gòu)件具有高的固有頻率和合適的阻尼 ， 一般要求機(jī)械傳動系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)高于伺服驅(qū)動系統(tǒng)的 2～ 3倍 。 錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)如圖 9－ 20所示 。 通過螺母 5調(diào)節(jié)彈簧 4的拉力 ， 調(diào)節(jié)完后用螺母 6鎖緊 。 （ 1） 斜齒輪軸向墊片調(diào)整法 。 圖 9－ 23（ a） 采用的是壓簧 ， 圖 9－ 23（ b） 采用的是碟形彈簧 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 24 錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)構(gòu) 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 2） 錐齒輪周向彈簧調(diào)整法 。 進(jìn)給運(yùn)動由軸 2輸入 ， 通過兩對斜齒輪將運(yùn)動傳給軸 1和 3， 然后由兩個直齒輪 4和 5去傳動齒條 ， 帶動工作臺移動 。 其柔性片 4分別用螺釘和球面墊圈與兩邊的聯(lián)軸套 2相連 ， 通過柔性片傳遞轉(zhuǎn)矩 。 螺母上有滾珠回路管道 （ 在圖中 4所指的位置 ） ， 將幾圈螺旋滾道的兩端連接起來 ， 構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道 ， 并在滾道內(nèi)裝滿滾珠 4。 滾珠絲杠副經(jīng)預(yù)緊后 ，可消除軸向間隙 ， 因而無反向死區(qū) ， 同時也提高了傳動剛度 。 圖 9－ 31所示為常見的外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 32 內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 3． 滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法 滾珠絲杠的傳動間隙是軸向間隙 ， 其數(shù)值是指絲杠和螺母無相對轉(zhuǎn)動時 ， 二者之間的最大軸向竄動量 ， 除了結(jié)構(gòu)本身的游隙之外 ， 還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生的彈性變形所造成的軸向竄動量 。 這種方法結(jié)構(gòu)簡單 ， 剛性好 ， 但調(diào)整不便 ， 滾道有磨損時不能隨時消除間隙和進(jìn)行預(yù)緊 。 調(diào)整時 ， 先取下內(nèi)齒圈 ， 讓兩個螺母相對于套筒方向都轉(zhuǎn)動一個齒 ， 然后再插入內(nèi)齒圈 ， 則兩個螺母便產(chǎn)生相對角位移 ， 其軸向位移量s=（ 1/z11/z2)Pn。 該專利技術(shù)已成功地解決了開槽后滾珠在螺母中有良好的通過性的問題 。 如為減少受力后的變形 ， 螺母座應(yīng)有加強(qiáng)肋 ， 增大螺母座與機(jī)床的接觸面積 ， 并且要連接可靠 。 (2)滾珠絲杠副的潤滑和密封 。 密封圈裝在滾珠螺母的兩端 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 由于滾珠絲杠副的傳動效率高 ， 無自鎖作用 （ 特別是滾珠絲杠處于垂直傳動時 ） ， 為防止因自重下降 ， 故必須裝有制動裝置 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 40 臥式加工中心分離式 T型床身 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 41 TH6350臥式加工中心前床身截面 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2） 固定立柱式臥式床身 這種床身適用于小型臥式機(jī)床，它一般采用整體結(jié)構(gòu)，如圖 9－ 42（ a）所示。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 43 DEN480L型數(shù)控車床底座和床身示意圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2． 立柱 1)臥式機(jī)床的立柱 臥式機(jī)床的立柱目前大部分采用的是如圖 9－ 44所示的雙立柱框架結(jié)構(gòu)形式。 由于立柱內(nèi)部肋板采用框架結(jié)構(gòu)箱式布置 ， 因此使得立柱的抗彎 、 抗扭剛度 ， 以及構(gòu)件的固有頻率都得到了提高 。(b)STAMAMCI18型立式加工中心 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 機(jī)床導(dǎo)軌 對導(dǎo)軌的要求 導(dǎo)軌用來支撐和引導(dǎo)運(yùn)動部件沿著直線或圓周方向準(zhǔn)確運(yùn)動 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 (3） 足夠的剛度 。 在矩形和三角形導(dǎo)軌中 ， M面主要起支撐作用 ， N面是保證直線移動精度的導(dǎo)向面 ， J面是防止運(yùn)動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導(dǎo)軌中 ， M面起導(dǎo)向和壓板作用 ， J面起支撐作用 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 目前在國內(nèi)生產(chǎn)使用的貼塑材料主要有塑料導(dǎo)軌板和塑料導(dǎo)軌軟帶兩種 ， 它們是由聚四氟乙烯和多種金屬材料制成的復(fù)合材料 。 （ 2）動、靜摩擦系數(shù)相近，運(yùn)動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導(dǎo)軌副好。移動部件移動時 ， 滾動體沿封閉軌道作循環(huán)運(yùn)動 。 直線滾動導(dǎo)軌又稱單元直線滾動導(dǎo)軌 。 預(yù)緊可提高接觸剛度 ， 消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上 ， 預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜 。(b)滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷； (c)交叉式滾柱導(dǎo)軌 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 靜壓導(dǎo)軌按導(dǎo)軌形式可分為開式和閉式兩種 ， 數(shù)控機(jī)床用閉式的靜壓導(dǎo)軌 。 圖 9－ 55為某加工中心導(dǎo)軌的潤滑系統(tǒng) 。 其中 ， 轉(zhuǎn)塔式不帶刀庫 ， 而后兩種帶刀庫 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 56 單回轉(zhuǎn)刀架數(shù)控車床 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 2） 兩個回轉(zhuǎn)刀架 ， 分別布置外圓和內(nèi)孔類刀具 。 回轉(zhuǎn)刀架還要選擇可靠的定位方案和定位結(jié)構(gòu) ， 以保證回轉(zhuǎn)刀架在每次轉(zhuǎn)位之后具有高的重復(fù)定位精度 。 刀盤夾緊后 ， 刀架中心軸尾部將 ST2壓下 ， 發(fā)出轉(zhuǎn)位結(jié)束信號 。 凸輪每轉(zhuǎn)過一周撥過一個柱銷 ， 使刀盤旋轉(zhuǎn)一個工位 (1／ n周 ， n為刀架工位數(shù) ， 也等于柱銷數(shù) )。 回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)軸與主軸傾斜 ， 每個刀位上可裝兩把刀具 ， 用于加工外圓和內(nèi)孔 。 在回轉(zhuǎn)刀架各刀座安裝或夾持著各種不同用途的刀具 ， 通過回轉(zhuǎn)刀架的轉(zhuǎn)位實(shí)現(xiàn)換刀 。 常用的刮板式 、 卷簾式和疊層式防護(hù)罩 ， 大多用于長導(dǎo)軌機(jī)床上 ， 如龍門刨床 、 導(dǎo)軌磨床等 。 這種方法簡單 、 成本低 ， 但不可靠 ， 一般用于調(diào)節(jié)輔助導(dǎo)軌及運(yùn)動速度低 、 工作不頻繁的滾動導(dǎo)軌 。 所以靜壓導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)極小 （ 約 ） 、 功率消耗小 、 導(dǎo)軌不會磨損 ， 因而導(dǎo)軌的精度保持性好 ， 壽命長 。 （ 2） 調(diào)整法 。 當(dāng)滑塊沿導(dǎo)軌體移動時 ， 滾珠在導(dǎo)軌體和滑塊之間的圓弧直槽內(nèi)滾動 ， 并通過端蓋內(nèi)的滾道 ， 從工作負(fù)荷到非工作負(fù)荷區(qū) ， 然后再滾動回到工作負(fù)載區(qū) ， 不斷循環(huán) ， 從而把滾動體和滑塊之間的移動變成了滾珠的滾動 。 使用時 ， 導(dǎo)軌塊裝在運(yùn)動部件上 ， 每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊 ， 導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小 。 （ 6） 維護(hù)修理方便 ， 軟帶耐磨 ， 損壞后更換容易 。 在油潤滑狀態(tài)下 ， 其摩擦系數(shù)約為 ， 使用壽命為普通鑄鐵導(dǎo)軌的 8～10倍 。 雙矩形導(dǎo)軌是用側(cè)邊導(dǎo)向 ， 當(dāng)采用一條導(dǎo)軌的兩側(cè)邊導(dǎo)向時稱為窄式導(dǎo)向 （ 圖 9－ 49（ a）） ， 若分別采用兩條導(dǎo)軌的兩個側(cè)面邊導(dǎo)向則稱為寬式導(dǎo)向 （ 圖 9－ 49（ b）） 。 低速運(yùn)動的平穩(wěn)性使其運(yùn)動部件在導(dǎo)軌上低速移動時 ， 不會發(fā)生 “ 爬行 ” 現(xiàn)象 。 導(dǎo)向精度受到導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形狀 、 組合方式 、 制造精度和導(dǎo)軌間隙調(diào)整等的影響 。 由于采用平衡錘平衡主軸箱的重量 ， 因此平衡錘一般設(shè)在立柱內(nèi)腔里 ， 并隨主軸箱的升降而升降 。 機(jī)床切削時 ， 主軸所受的力的作用點(diǎn)在立柱的中央 ， 加之立柱為對稱形狀 ， 則立柱受扭矩力的因素少 ，從而大大加強(qiáng)了剛度 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 42 固定立柱式臥式床身與斜床身 (a)固定立柱式臥式床身； (b)斜床身 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 43所示為德國 DNE480L型數(shù)控車床底座和床身示意圖 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 39 數(shù)控銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠制動示意圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 床身與立柱 1． 床身 床身是機(jī)床的基礎(chǔ)件 ， 必須具有足夠的靜 、 動剛度和精度能長久保持的特性 。 非接觸式密封圈又稱為迷宮式密封圈 。 潤滑脂可采用鋰基油脂 。(b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承； (c)兩端裝推力軸承 。 預(yù)緊力計算公式為 m a xv 31 FF ?式中 ， Fmax為軸向最大工作載荷 。 如圖 9－ 36所示 ， 將螺母的內(nèi)螺紋滾道在中部的一圈上 ， 產(chǎn)生一個軸向 Δ L0的導(dǎo)程突變量 ， 從而使左右端的滾珠在軸向錯位實(shí)現(xiàn)預(yù)緊 。 調(diào)整好后再用另一個圓螺母把它鎖緊 。 因此 ， 一般需要經(jīng)過多次調(diào)整 ， 以保證既消除間隙又能靈活運(yùn)轉(zhuǎn) 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 31 外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 (2)內(nèi)循環(huán) 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 滾珠絲杠副的缺點(diǎn)是： （ 1） 由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 絲杠和螺母等元件的加工精度和表面質(zhì)量要求高 ， 因此制造成本高 。 同時由于發(fā)熱小 ， 因此可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動 。 其結(jié)構(gòu)簡單 ， 徑向尺寸小 ， 但拆裝困難 (要求兩中心軸線嚴(yán)格對準(zhǔn) ， 不允許存在徑向及角度偏差 )， 使用受到一定限制 。 通過選擇所用錐環(huán)的對數(shù) ， 可傳遞不同大小的轉(zhuǎn)矩 。 為了安全起見 ， 用螺釘 5將大小片齒圈相對固定 ， 安裝完畢之后將螺釘卸去 ， 利用彈簧力使大小片錐齒輪稍微錯開 ， 從而達(dá)到消除間隙的目的 。 （ 1） 錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法 。 這種結(jié)構(gòu)的齒輪承載能力較小 ， 且不能自動補(bǔ)償消除間隙 ， 屬剛性消除間隙的范疇 。 裝配時使彈簧 4具有足夠的拉力 ， 使兩個薄片齒輪的左 、 右面分別與寬齒輪的左 、 右面貼緊 ， 以消除齒側(cè)間隙 。 圖 9－ 21（ a） 所示是一種雙片薄齒輪周向可調(diào)彈簧錯齒消隙結(jié)構(gòu) 。 （ 1） 偏心套調(diào)整法 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 3） 轉(zhuǎn)動慣量要小 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 17 非接觸式密封 (a)形式一； (b)形式二； (c)形式三 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 18 接觸式密封 (a)油氈圈密封； (b)耐油橡膠密封圈密封 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng) 對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求 進(jìn)給系統(tǒng)即進(jìn)給驅(qū)動裝置 ， 是指將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變?yōu)楣ぷ髋_直線運(yùn)動的整個機(jī)械傳動鏈 。 它是用極微量油 （ 每個軸承每小時僅為 3毫升 ） 潤滑軸承 ， 以抑制軸承發(fā)熱 。 由油溫自動控制箱控制的恒溫油液 ， 經(jīng)油泵打到潤軸箱 ， 其中一路沿主軸前支撐套外圈上的螺旋槽流動 ， 以帶走主軸軸承所發(fā)出的熱量；另一條路通過主軸箱內(nèi)的分油器 ， 把恒溫油噴射到傳動齒輪和傳動軸支撐軸承上 ， 以帶走它們所產(chǎn)生的熱量 。 它是目前在數(shù)控機(jī)床的主軸軸承上最常用的潤滑方式 ， 特別是在前支撐軸承上更為常用 。 當(dāng)采用數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停時 ， 角度指定由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定 ， 因此準(zhǔn)停角度的設(shè)定更加方便 。 準(zhǔn)停角度可由外部開關(guān)量 (12位 )設(shè)定 ， 這一點(diǎn)與磁準(zhǔn)停不同 ， 磁準(zhǔn)停的角度無法隨意設(shè)定 ， 要想調(diào)整準(zhǔn)停位置 ， 只有調(diào)整磁發(fā)體與磁傳感器的相對位置 。 主軸到達(dá)準(zhǔn)停速度且準(zhǔn)停位置到達(dá)時 (即磁發(fā)體與磁傳感器對準(zhǔn) )， 主軸立即減速至某一爬行速度 (可在主軸驅(qū)動裝置中設(shè)定 )。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 （ 4） 性能價格比提高 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 11 典型的 V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 2． 電氣準(zhǔn)?？刂? 目前國內(nèi)外中高檔數(shù)控系統(tǒng)均采用電氣準(zhǔn)停控制 。 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 9 主軸準(zhǔn)停換刀示意圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 圖 9－ 10 主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 1． 機(jī)械準(zhǔn)停控制 圖 9－ 11為典型的 V形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖 。 前支撐的精度一般比后支撐的精度高一級 ，也可以用相同的精度等級 。 這種軸承的徑向和軸向剛度高 ， 能承受重載荷 ，尤其是可承受較強(qiáng)的動載荷 。 主軸軸承常見的支撐形式有以下三種 ， 如圖 9－ 8所示 。 滾動軸承由專業(yè)化工廠生產(chǎn) ， 選購維修方便 ， 在數(shù)控機(jī)床上被廣泛采用 。 其優(yōu)點(diǎn)是主軸組件結(jié)構(gòu)緊湊 、 重量和慣量小 ，可提高啟動 、 停止的響應(yīng)特性 ， 并利于控制振動和噪聲；缺點(diǎn)是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量易使主軸產(chǎn)生熱變形 。 與一般帶傳動相比 ， 同步齒形帶傳動具有如下優(yōu)點(diǎn)： 9 第九章 數(shù)控機(jī)床的典型部件 (1)傳動效率高 ， 可達(dá) 98%以上； (2)無滑動 ， 傳動比準(zhǔn)確； (3)傳動平穩(wěn) ， 噪聲??； (4)使用范圍較廣 ， 速度可達(dá) 50m／ s， 速比可達(dá) 10左右 ，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦； (5)維修保養(yǎng)方便 ， 不需要潤滑； (6)安裝時中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。 多楔帶按齒距可分為三