【文章內(nèi)容簡介】 14(c)所示，絲桿兩端均固定，在兩端都安裝承受雙向載荷與徑向載荷的推力角接觸球軸承或滾針 /推力圓柱滾子軸承，并進行預緊，提高絲桿支承剛度，可以部分補償絲桿的熱變形。適用于高轉(zhuǎn)速、高精度。 ? (4) 兩端支承方式（ JJ方式） 如圖 714（ d） 所示，絲桿兩端均為支承，這種支承方式簡單，但由于支承端只承受徑向力，絲桿熱變形后伸長，將影響加工精度，只適用于中等轉(zhuǎn)速，中精度的場合。 2022/5/24 59 滾珠絲杠副作為精密、高效、靈敏的傳動元件，除了應采用高精度的絲杠、螺母和滾珠外，還應注意選用軸向剛度高、摩擦力矩小、運轉(zhuǎn)精度高的軸承。滾珠絲杠支承常用雙向推力角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、滾針和推力滾子組合軸承、深溝球軸承和推力球軸承等。 2022/5/24 60 目前，滾珠絲杠支承采用最多的是 60176。 接觸角的單列推力角接觸球軸承，與一般角接觸球軸承相比軸向剛度提高兩倍以上，而且產(chǎn)品在出廠時已選配好內(nèi)外環(huán)的厚度，裝配調(diào)試時只要用螺母和端蓋將內(nèi)外環(huán)壓緊，就能獲得出廠時已調(diào)整好的預緊力，使用方便。 購買時，滾珠絲杠副的端部需按設計要求向廠家預定，可以加工出軸肩或螺紋。 2022/5/24 61 （二）滾珠絲杠副的預緊 滾珠絲杠副預緊的目的是為了消除絲杠與螺母之間的間隙和施加預緊力，以保證滾珠絲杠反向傳動精度和軸向剛度。 在數(shù)控機床進給系統(tǒng)中使用的滾珠絲杠螺母副的預緊方法有修磨墊片厚度、鎖緊雙螺母消隙、齒差式調(diào)整方法等。廣泛采用的是雙螺母結(jié)構消隙。 2022/5/24 62 ? 1．修磨墊片消隙式 如圖 715所示。 通過調(diào)整墊片厚度使左右兩螺母產(chǎn)生軸向位移，即可消除絲杠螺母間的間隙并產(chǎn)生預緊力。這種方法結(jié)構簡單，但調(diào)整不方便，當滾道有磨損時不能隨時消除間隙和進行預緊。 2022/5/24 63 ? 2．鎖緊雙螺母消隙式 如圖 716所示。 用兩個鎖緊螺母調(diào)整絲杠螺母的預緊量。這種方式簡便易行，但不易精確調(diào)整預緊量。 2022/5/24 64 ? 3．齒差消隙式 如圖 717所示。在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與緊固在螺母座兩端的內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為 和 ，并相差一個齒。調(diào)整時，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個螺母相對于螺母座同方向轉(zhuǎn)動一個齒（則螺母 1沿軸向移動 ，螺母 2移動 ），然后插上內(nèi)齒輪，再將內(nèi)齒輪緊固，則兩個螺母便產(chǎn)生相對軸向位移，位移量為 （ 為絲杠導程）。這種方式結(jié)構比較復雜、尺寸較大，但調(diào)整精確可靠，宜用于高精度的傳動機構。 2022/5/24 65 （三）滾珠絲杠副的潤滑及防護裝置 滾珠絲杠副在工作狀態(tài)下，必須潤滑，以保證其充分發(fā)揮機能。潤滑方式主要有以下兩種：潤滑脂、潤滑油。潤滑脂的給脂量一般是螺母內(nèi)部空間容積的 1/3，某些生產(chǎn)廠家在裝配時螺母內(nèi)部已加注潤滑脂。而潤滑油的給油量隨行程、潤滑油的種類、使用條件等的不同而不同。 2022/5/24 66 滾珠絲杠副與滾動軸承一樣，如果污物及異物進入就很快使它磨損，因此考慮油污物異物（切削）進入時，必須采用防塵裝置，將絲杠軸完全保護起來。防塵裝置可采用可隨移動部件移動而收展的鋼制蓋板或柔性卷簾。 2022/5/24 67 二、導軌滑塊副 導軌主要用來支承和引導運動部件沿一定的軌道運動，從而保證各部件的相對位置和相對位置精度。導軌在很大程度上決定了數(shù)控機床的剛度、精度和精度保持性，所以數(shù)控機床要求導軌的導向精度要高，耐磨性要好，剛度要大和良好的磨擦特性。 導軌副按接觸面的摩擦性質(zhì)可以分為滑動導軌、靜壓導軌和滾動導軌。 2022/5/24 68 ? 1．滑動導軌 滑動導軌分為金屬對金屬的一般類型的導軌和金屬對塑料的塑料導軌兩類。金屬對金屬型式，靜摩擦系數(shù)大，動摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，在低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。塑料導軌有聚四氟乙烯導軌軟帶和環(huán)氧性耐磨導軌涂層兩種。塑料導軌的缺點是耐熱性差、導熱率低、熱膨脹系數(shù)比金屬大、在外力作用下易產(chǎn)生變形、剛性差、吸濕性大、影響尺寸穩(wěn)定性。 2022/5/24 69 ? 2．靜壓導軌 液體靜壓導軌指壓力油通過節(jié)流器進入兩相對運動的導軌面，所形成的油膜使兩導軌面分開，保證導軌面在液體摩擦狀態(tài)下工作。有很強的吸振性，導軌運動平穩(wěn)，無爬行。應用在高精度、高效率的大型、重型數(shù)控機床上。液體靜壓導軌的結(jié)構型式可分為開式和閉式兩種。 2022/5/24 70 圖 718為開式靜壓導軌工作原理圖。對于閉式液體靜壓導軌，其導軌的各個方向?qū)к壝嫔暇_有油腔，所以閉式導軌具有承受各方向載荷的能力，且其導軌保持平衡性較好。除液體靜壓導軌外還有氣體靜壓導軌，又稱氣墊導軌。其摩擦因數(shù)比液體靜壓導軌還小。 2022/5/24 71 ? 3．滾動導軌 滾動導軌是在導軌面間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體，使導軌面間的摩擦為滾動摩擦，滾動導軌具有運動靈敏度高、定位精度高、精度保持性好和維修方便的優(yōu)點。圖 719為直線滾動導軌外形圖。 2022/5/24 72 ? 滾動導軌副按結(jié)構形式可分為滾動導軌和滾柱導軌塊兩種。其中滾動導軌多用于中、小型數(shù)控機床中。 ? 滾動導軌副按形狀可分為滾動直線導軌副、滾動圓弧導軌副。 ? 滾動直線導軌副按導軌與滑塊的關系分為整體型和分離型導軌副。 ? 按導軌副中是否就有帶球保持器分為普通型和低噪音型滾動直線導軌。 2022/5/24 73 ? 4．滾動導軌的安裝、預緊 直線滾動導軌副的安裝固定方式主要有螺釘固定、壓板固定、定位銷固定和斜楔塊固定，如圖 720所示。直線滾動導軌的安裝形式可以水平、豎直或傾斜，可以兩根或多根平行安裝，也可以把兩根或多根短導軌接長，以適應各種行程和用途的需要。 2022/5/24 74 圖 720a為用緊定螺釘頂緊然后再用螺釘固定；圖 720b為用壓板頂緊，也可在壓板上再加緊固螺釘；圖 720c中導軌的側(cè)基面是裝配式，工藝性較好：圖 720d為用楔塊頂緊；圖 720e為在同一平面內(nèi)平行安裝兩副導軌，該方法適用于有沖擊和振動，精度要求較高的場合；數(shù)控機床滾動導軌的安裝，多數(shù)采用此辦法。 2022/5/24 75 ? 導軌安裝步驟如下： ? 1) 將導軌基準面緊靠機床裝配表面的側(cè)基面，對準螺孔，將導軌輕輕地用螺栓予以固定。 ? 2) 上緊導軌側(cè)面的頂緊裝置，使導軌基準側(cè)面緊靠貼床身的側(cè)面。 ? 3) 按 表 72的參考值，用力矩扳手擰緊導軌的安裝螺釘；從中間開始按交叉順序向兩端擰緊。 2022/5/24 76 ? 滑塊座安裝步驟如下： ? 1) 將工作臺置于滑塊座的平面上，并對準安裝螺釘孔，輕輕地壓緊。 ? 2) 擰緊基準側(cè)滑塊座側(cè)面的壓緊裝置，使滑塊座基準側(cè)面緊緊靠貼工作臺的側(cè)基面。 ? 3) 按對角線順序擰緊基準側(cè)和非基準側(cè)滑塊座上各個螺釘。 安裝完畢后，檢查其全行程內(nèi)運行是否輕便、靈活，有無打頓、阻滯現(xiàn)象；摩擦阻力在全行程內(nèi)不應有明顯的變化。達到上述要求后，檢查工作臺的運行直線度、平行度是否符合要求。 2022/5/24 77 導軌預緊是為了提高滾動導軌的剛度。預緊可提高接觸剛度和消除間隙；在立式導軌上，預緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預緊方式有采用過盈配合和調(diào)整法兩種。 ? （ 1）采用過盈配合：預加載荷大于外加載荷，預緊力產(chǎn)生過盈量 2~3um，過大會使牽引力增加。若運動部件較重，其重力可起預加載荷的作用。若剛度滿足要求，可不施預加載荷。 ? （ 2）調(diào)整法：利用螺釘、斜塊或偏心輪調(diào)整來進行預緊。圖 721為滾動導軌的預緊方法。 2022/5/24 78 三、靜壓蝸桿 —蝸輪齒條傳動 靜壓蝸桿 —蝸輪齒條是一種精密傳動副，用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€位移。 流體靜壓蝸桿蝸輪齒條的工作原理如圖 722所示，圖中油腔開在蝸輪上，用毛細管節(jié)流的定壓供油方式給該機構提供壓力油。從液壓泵輸出的壓力油，經(jīng)過蝸桿螺紋內(nèi)的毛細管節(jié)流器，分別進入蝸桿 —蝸輪齒條的兩側(cè)面油腔內(nèi)，然后經(jīng)過嚙合面之間的間隙，再進入齒頂與齒根的間隙，壓力降為零，流回油箱 。 2022/5/24 79 四、預加載荷雙齒輪齒條 工作行程很大的大型數(shù)控機床通常采用齒輪齒條來實現(xiàn)進給運動。圖 723是雙厚齒輪的傳動結(jié)構圖。進給運動由軸 2輸入，通過兩對斜齒輪將運動傳給軸 1和軸 3，然后由兩個直齒輪 4和 5去傳動齒條，帶動工作臺移動。軸 2上兩個斜齒輪的螺旋線的方向相反。如果通過彈簧在軸 2上作用一個軸向力 F，使斜齒輪產(chǎn)生微量的軸向移動，這時軸1和軸 3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，使齒輪 4和 5分別與齒條的兩齒面貼緊，消除了間隙。 2022/5/24 80 五、直線電動機傳動 直線電動機的工作原理與旋轉(zhuǎn)電動機沒有本質(zhì)區(qū)別，可將其視為旋轉(zhuǎn)電動機沿圓周方向拉伸展平的產(chǎn)物，如圖 724所示，對應于旋轉(zhuǎn)電動機的定子部分，稱為直線電動機的初級；對應于旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)子部分，稱為直線電動機的次級。當多相交變電流通過多相對稱繞組時，就會在直線電動機初級和次級之間的氣隙中產(chǎn)生一個行波磁場，從而使初級和次級之間相對移動。當然，二者之間也存在下一個垂直力，可以是吸引力，也可以是推斥力。 2022/5/24 81 直線電動機可以分為步進直線電動機、直流直線電動機和交流直線電動機三大類。在機床上主要使用交流直線電動機。 在結(jié)構上，可以有如圖 725所示的短次級和短初級兩種形式。為了減小發(fā)熱量和降低成本，高速機床用直線電動機一般采用圖 725b所示的短初級和動次級結(jié)構。 2022/5/24 82 在勵磁方式上，交流直線電動機可以分為永磁 (同步 )式和感應 (異步 )式兩種。永磁式直線電動機的次級是一塊一塊鋪設的永久磁鋼，其初級是含鐵心的三相繞組。感應式直線電動機的初級和永磁式直線電動機的初級相同，而次級是用自行短路的不饋電柵條來代替永磁式直線電動機的永久磁鋼。永磁式直線電動機在單位面積推力、效率、可控性等方面均優(yōu)于感應式直線電動機，但其成本高，工藝復雜，而且給機床的安裝、使用和維護帶來不便。感應式直線電動機在不通電時是沒有磁性的，因此有利于機床的安裝、使用和維護。 2022/5/24 83 六、進給傳動系統(tǒng)常見故障診斷及維修 ? 1．表 7 74分別例舉了絲杠、導軌在使用過程中常見的的故障、故障原因及維修方法。 ? 2．進給傳動系統(tǒng)常見故障診斷及維修實例 2022/5/24 84 ? 例 75：一臺數(shù)控車床，加工零件時，常出現(xiàn) 徑向尺寸忽大忽小的故障 ? 例 76： TH6363臥式加工中心， Y軸導軌潤滑不足 ? 例 77：某加工中心運行時，工作臺 X軸方向位移接近行程終端過程中產(chǎn)生明顯的機械振動故障，故障發(fā)生時系統(tǒng)不報警。 ? 例 78： X軸電動機過熱報警 ? 例 79：某加工中心采用直線滾動導軌，安裝后用扳手轉(zhuǎn)動滾珠絲杠進行手感檢查，發(fā)現(xiàn)工作臺 X軸方向移動過程中產(chǎn)生明顯的機械干涉故障，運動阻力很大。 2022/5/24 85 ? 例 710：其配套西門子公司生產(chǎn)的SINUMEDIK8MC的數(shù)控裝置的數(shù)控鏜銑床，機床 Z軸運行（方滑枕為 Z軸）抖動，瞬間即出現(xiàn) 123號報警；機床停止運行。 ? 例 711：某加工中心運行九個月后，發(fā)生 Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定，尺寸超差且無規(guī)律， CRT及伺服放大器無任何報警顯示。 ? 例 712：某臥式加工中心出現(xiàn) ALM421報警，即 Y軸移動中的位置偏差量大于設定值而報警。 ? 例 713：絲杠竄動引起的故障維修 2022/5/24 86 七、自動換刀裝置故障診斷與維修實例 ? 例 714：一臺配套 FANUC 0MC系統(tǒng)，型號為XH754的數(shù)控機床，刀庫在換刀過程中不停轉(zhuǎn)動。 2022/5/24 87 例 715：一臺配套 FANUC 0MC系統(tǒng)，型號為 XH754的數(shù)控機床，在換刀過程中，主軸上移至刀爪時，刀庫刀爪有錯動，拔插刀時，有明顯聲響，似乎卡滯。 2022/5/24 88 ? 例 716：某數(shù)控機床的換刀系統(tǒng)在執(zhí)行換刀指令時不動作，機械臂停在行程中間位置上， CRT顯示報警號，查閱手冊得知該報警號表示：換刀系統(tǒng)機械臂位