數(shù)控機床各組成部分(編輯修改稿)
2025-06-18 01:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 工要適應(yīng)各種工件材料、尺寸和刀具等變化的需要，伺服進(jìn)給系統(tǒng)在承擔(dān)全部工作負(fù)載的條件下，應(yīng)具有很寬的調(diào)速范圍。既要高到為縮短輔助時間、提高加工效率的快速移動速度要求，如 10一 30m／ min；也要能滿足在完成高精度定位的低速度 (如 mm／ min)時，均勻、穩(wěn)定、無爬行地工作。對于一般數(shù)控機床的調(diào)速范圍 1： 24 000就可以了，較先進(jìn)的數(shù)控機床可以獲得更寬的調(diào)速范圍。 3．快的響應(yīng)速度 所謂響應(yīng)速度是指伺服系統(tǒng)跟隨指令信號的響應(yīng)速度快，使工作臺能在規(guī)定的速度范圍內(nèi)靈敏而精確地跟蹤指令，保證輪廓切削的形狀精度和良好的加工表面精度。一般反應(yīng)時間要求在 200ms，甚至幾十毫秒內(nèi)。要保證如此高的響應(yīng)速度，進(jìn)給傳動工作臺的剛度、間隙、摩擦、轉(zhuǎn)動慣量等都是必須考慮的問題。 4．好的穩(wěn)定性 要有較強的抗干擾能力，保證電源、環(huán)境、負(fù)載等所產(chǎn)生的波動對其影響較小，有較好的調(diào)速機械特性，外加負(fù)載變化的適應(yīng)能力強，以保證加工穩(wěn)定地進(jìn)行。 5．大的轉(zhuǎn)矩輸出 機床加工大多在低速時進(jìn)行重切削，則要求低速時進(jìn)給系統(tǒng)要有大的轉(zhuǎn)矩輸出。為此，需縮短進(jìn)給系統(tǒng)傳動鏈，簡化機械結(jié)構(gòu)，增強系統(tǒng)剛度，提高傳動精度。 三、數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)的伺服驅(qū)動裝置 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動裝置與機械傳動執(zhí)行件等組成，對于半閉環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)還包括位置檢測環(huán)節(jié)。而驅(qū)動裝置是由驅(qū)動元件電動機和電動機驅(qū)動控制單元兩部分組成，通常它們由同一生產(chǎn)廠家配套提供給機床制造廠。進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置用于數(shù)控機床各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運動， 進(jìn)給驅(qū)動用的伺服電動機主要有步進(jìn)電動機和交流、直流調(diào)速電動機， 電動機作為驅(qū)動元件是伺服系統(tǒng)的關(guān)鍵之一。 四、數(shù)控進(jìn)給傳動結(jié)構(gòu) 進(jìn)給傳動結(jié)構(gòu)是進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要組成部分，它是將伺服電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為執(zhí)行部件的直線移動或回轉(zhuǎn)運動，以保證刀具與工件相對位置關(guān)系為目的。 在數(shù)控機床中，進(jìn)給運動是數(shù)字控制系統(tǒng)的直接控制對象。無論是開環(huán)還是閉環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)，工件的精度均要受到進(jìn)給運動的傳動精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。為此，數(shù)控機床的進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)力求做到減少摩擦力，提高傳動精度與剛度，消除傳動間隙以及減少運動件的慣量等。目前，在數(shù)控機床進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)中常用的機械傳動裝置主要有： 滾珠絲杠螺母副、靜壓蝸桿－蝸母條、預(yù)加載荷雙齒輪－齒條及雙導(dǎo)程蝸桿等。 1．滾珠絲杠螺母副傳動 為了提高數(shù)控機床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運動精度，必須減少運動件的摩擦阻力和動靜摩擦力之差。為此，在中小型數(shù)控機床中，滾珠絲杠螺母副是采用最普遍的結(jié)構(gòu)。 (1)滾珠絲杠副的工作原理。 滾珠絲杠副是回轉(zhuǎn)運動與直線運動相互轉(zhuǎn)換的新型傳動裝置，是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的螺旋傳動元件。 １－滾珠絲桿２－滾珠螺母３－滾珠４－滾珠返回裝置５－滾道 (2)滾珠絲杠副的特點 滾珠絲杠副的絲杠與螺母之間是通過滾珠來傳遞運動的，使之成為滾動摩擦，這是滾珠絲杠區(qū)別于普通滑動絲杠的關(guān)鍵所在，其特點主要有以下幾點： 1)傳動效率高。 滾珠絲杠副的傳動效率高達(dá) 95％～ 98％，是普通梯形絲杠 的 3～ 4倍，功率消耗減少 2／ 3～ 3／ 4。 ２ )靈敏度高、傳動平穩(wěn)。 由于是滾動摩擦，動靜摩擦系數(shù)相差極小。因此低速不易產(chǎn)生爬行。 ３）定位精度高、傳動剛度高 。 用多種方法可以消除絲杠螺母的軸向間隙，使反向無空行程，定位精度高，適當(dāng)預(yù)緊后，還可以提高軸向剛度。 4)不能自鎖、有可逆性。 既能將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，也能將直線運動轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運動。因此絲杠在垂直狀態(tài)使用時，應(yīng)增加制動裝置或平衡塊。 5)制造成本高。 滾珠絲杠和螺母等元件的加工精度及表面粗糙度等要求高，制造工藝較復(fù)雜，成本高。 （ 3)滾珠絲杠副的循環(huán)方式 常用的循環(huán)方式有兩種：滾珠在循環(huán)反向過程中，與絲杠滾道脫離接觸的稱為外循環(huán)；而在整個循環(huán)過程中，滾珠始終與絲杠各表面保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。 外循環(huán) 內(nèi)循環(huán) 1一插管 2一滾珠 3一外循環(huán)螺母 4— 滾珠絲杠 5一反向器 6一內(nèi)循環(huán)螺母 (4)滾珠絲杠副的使用防護 滾珠絲杠副和其他滾動摩擦的傳動元件一樣，如有硬質(zhì)的灰塵或切屑等臟物落進(jìn)滾道，就會妨礙滾珠的運轉(zhuǎn)并加速磨損，因此有效地防護密封和保持潤滑油的清潔就顯得十分必要．常用的防塵密封裝置由密封圈和防護罩相結(jié)合，密封圈裝在滾珠螺母的兩端，和絲杠直接接觸，其材料有毛氈、耐油橡皮或尼龍等，防塵效果好。但有接觸壓力、摩擦力矩增加的現(xiàn)象，所以有時采用非接觸式、由聚氯乙烯等塑料制成的迷宮密封圈。 對于暴露在外面的絲杠一般采用伸縮套筒式、折疊式的塑料或人造革等形式的防護罩，以防止空氣中塵埃粘附在絲杠表面。 滾珠絲杠副和普通滑動絲杠螺母副一樣，要用潤滑劑來提高耐磨性及傳動效率。潤滑劑可分為潤滑油或潤滑脂兩大類。潤滑油可采用一般機械油、 90~180號透平油或 140號主軸油，經(jīng)過殼體上的油孔而注入螺紋的空間內(nèi)。潤滑脂可采用鋰基油脂，油脂加在螺紋滾道和安裝螺母的殼體空間內(nèi)。 2．其他進(jìn)給傳動機構(gòu) (1)靜壓蝸桿一蝸母條傳動 蝸桿－蝸母條機構(gòu)是絲杠螺母機構(gòu)的一種特殊形式蝸桿可看作長度很短的絲杠，蝸母條則可看作一個很長的螺母沿軸向剖開后的一部分。 液體靜壓蝸桿一蝸母條機構(gòu)是在蝸桿一蝸母條的嚙合齒面間注入壓力油，以形成一定厚度的油膜，使兩嚙合面形成液體摩擦，特別適宜重型數(shù)控機床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)。進(jìn)給伺服電動機通過聯(lián)軸器與蝸桿相連，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。蝸母條與運動部件 (工作臺 )相連，以獲得往復(fù)直線運動。這種形式常用于龍門銑床的工作臺進(jìn)給驅(qū)動。 (2)雙齒輪一齒條傳動 齒輪一齒條是行程較長的大型數(shù)控機床上常用的進(jìn)給傳動形式，適用于傳動剛性要求高，傳動精度不太高的場合。 采用齒輪一齒條傳動時，必須采取消除齒側(cè)間隙的措施。通常采用兩個齒輪 2， 3與齒條嚙合的方法，專用的預(yù)加載機構(gòu)使兩齒輪以相反方向預(yù)轉(zhuǎn)過微小的角度，使兩齒輪分別與齒條的兩側(cè)齒面貼緊，從而消除間隙。 (3)雙導(dǎo)程蝸桿傳動。 為了擴大工藝范圍，提高生產(chǎn)效率，數(shù)控機床除了直線進(jìn)給運動之外，還有圓周進(jìn)給運動。圓周進(jìn)給運動可由回轉(zhuǎn)工作臺來實現(xiàn)，其進(jìn)給傳動一般采用蝸輪一蝸桿傳動。 五、數(shù)控進(jìn)給傳動導(dǎo)軌
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1