【正文】 2．軸向壓簧調(diào)整如圖231所示，兩個錐齒輪相互嚙合。彈簧6的兩端分別頂在凸爪4和鑲塊7上，使內(nèi)外齒圈2的錐齒錯位與小錐齒輪嚙合達到消除間隙的作用。過大會使齒輪磨損加快，降低使用壽命；過小達不到消除齒側(cè)間隙的作用。但用彈簧壓緊能自動補償齒側(cè)間隙，達到無間隙傳動。墊片厚度的增減量t和齒側(cè)間隙D的關(guān)系可由下式算出：t=Dctgb（22）式中b——斜齒輪的螺旋角；D——齒側(cè)間隙； t——墊片厚度的增減量。（二）斜齒圓柱齒輪傳動間隙的消除 1．軸向墊片調(diào)整如圖228所示，寬齒輪同時與兩個相同齒數(shù)的薄片齒輪嚙合，薄片齒輪通過平鍵與軸聯(lián)結(jié)，相互間不能轉(zhuǎn)動。每個薄片齒輪上分別開有周向圓弧槽，《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容并在齒輪2的槽內(nèi)壓有裝彈簧的短圓柱3，在彈簧4的作用下使齒輪2錯位，分別與寬齒輪的齒槽左右側(cè)貼緊，消除了齒側(cè)間隙。3．雙齒輪錯齒調(diào)整如圖227所示，兩個相同齒數(shù)的薄片齒輪2與另外一個寬齒輪嚙合。其結(jié)構(gòu)非常簡單，常用于電動機與絲杠之間齒輪傳動。備注四、傳動齒輪間隙消除機構(gòu)（一）直齒圓柱齒輪傳動間隙的調(diào)整 l．偏心套調(diào)整如圖225所示偏心軸套消除傳動間隙結(jié)構(gòu)。對于靜態(tài)或低速運轉(zhuǎn)的滾珠絲杠，需考慮另一種失效形式—滾珠接觸面上的塑性變形，即最大靜載荷是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷；（3）剛度的驗算；（4）壓桿穩(wěn)定性核算。當要求傳動速度快時，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。在允許的情況下螺紋長度要盡量短。2．滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇選用滾珠絲杠螺母副時主要選擇絲杠的公稱直徑和導(dǎo)程。（七）滾珠絲杠螺母副的選擇方法備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容1．滾珠絲杠螺母副結(jié)構(gòu)的選擇可根據(jù)防塵、防護條件以及對調(diào)隙及預(yù)緊的要求選擇適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式。潤滑脂一般在安裝過程中放進滾珠螺母的滾道內(nèi)，定期潤滑。2．潤滑使用潤滑劑，以提高耐磨性及傳動效率，從而維持傳動精度，延長使用壽命。這些防護罩一端連接在滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支承座上。防護套可防止塵土及雜質(zhì)進入滾珠絲杠，影響其傳動精度。（六）滾珠絲杠螺母副的密封與潤滑 1．密封通常滾珠絲杠副可用防塵密封圈和防護套密封，防止灰塵及雜質(zhì)進入滾珠絲杠副。這種形式的配置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，適用于較長絲杠或臥式絲杠。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，軸向剛度低，它適用于短絲杠及垂直布置絲杠，一般用于數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)節(jié)和升降臺式數(shù)控銑床的垂直坐標軸。滾珠絲杠兩端常用支承形式如圖224所示。因此對滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求較高。滾珠絲杠副的特征代號見表21。采用漢語拼音字母、數(shù)字及漢字結(jié)合標注法，標注示例如圖223b 所示。滾珠絲杠螺母副精度直接影響定位精度，承載能力和接觸剛度，因此它是滾珠絲杠副的重要指標，選用時要予以考慮。備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容2．精度等級—91滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為7個精度等級，即7和10七個精度等級。5，10，20，40 mm。因此在滿足機床加工精度的條件下，導(dǎo)程應(yīng)盡可能取得大些。導(dǎo)程過小勢必使?jié)L珠直徑變小，滾珠絲杠螺母副的承載能力亦隨之減小。精度要求高時，應(yīng)將導(dǎo)程取小一些，這樣在一定的軸向力作用下，絲杠上的摩擦阻力較小。它按承載能力選取，并與進給系統(tǒng)的脈沖當量要求有關(guān)。國際標準ISO規(guī)定滾珠絲杠螺母副的名義直徑系列為：6，8，10，12，16，20，25，30，40，50，60，80，100，120，125，160及200 mm。名義直徑與承載能力有直接關(guān)系，dm越大，承載能力和剛度越大，有的資料推薦滾珠絲杠螺母副的名義直徑應(yīng)大于絲杠工作長度的 1/30。（四）滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號 1．滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)（1）公稱直徑dm：即滾珠絲杠的名義直徑（圖222）。消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊，不僅可以采用雙螺母結(jié)構(gòu)，也可以采用增大滾珠直徑的單螺母結(jié)構(gòu)。比值：R/~。理論上軸向和徑向間隙為零，接觸角b=45176。2．雙圓弧型如圖221b所示。這種截面形狀滾道形狀簡單，用成形砂輪磨削可得到較高精度。為保證b=45176。接觸角b隨初始間隙和軸向截荷大小而變化。1．單圓弧型如圖221a所示。國內(nèi)生產(chǎn)的滾珠絲杠螺母副螺旋滾道法向截形有兩種：單圓弧型和雙圓弧型，見圖221。則相應(yīng)的兩螺母沿同方向轉(zhuǎn)過4個齒即可消除。間隙消除量△可用下式簡便地計算出：D=（21）式中n —— 螺母在同一方向轉(zhuǎn)過的齒數(shù)；t —— 滾珠絲杠的導(dǎo)程；z1,z2——齒輪的齒數(shù)。調(diào)整時先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)整兩個螺母2分別向相同的方向轉(zhuǎn)過一個或多個齒。（3）圖220是雙螺母齒差預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，在兩個螺母1和2的凸緣上各制有一個圓柱外齒輪，兩個齒輪的齒數(shù)相差一個齒，即z1z2=1。（2）圖219是雙螺母螺紋預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，用鍵限制螺母在螺母座內(nèi)的轉(zhuǎn)動。消除間隙的方法除了少數(shù)用微量過盈滾珠的單螺母消除間隙外，常用的雙螺母消除軸向間隙的結(jié)構(gòu)形式有墊片預(yù)緊方式、螺紋預(yù)緊方式和齒差預(yù)緊方式等。但預(yù)緊力也不宜過大，過大的預(yù)緊載荷將增加摩擦力，使傳動效率降低，縮短絲杠的使用壽命。而用雙螺母加預(yù)緊力調(diào)整后，基本上能消除軸向間隙。除了結(jié)構(gòu)本身所有的游隙之外，還包括施加軸向載荷后產(chǎn)生彈性變形所造成的軸向竄動量。目前已由專門廠集中生產(chǎn)，其規(guī)格、型號已標準化和系列化，這樣，不僅提高了滾珠絲杠螺母副的產(chǎn)品質(zhì)量，而且也降低了生產(chǎn)成本，使?jié)L珠《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容絲杠螺母副得到廣泛的應(yīng)用。6．不能實現(xiàn)自鎖由于其摩擦系數(shù)小不能自鎖，當用于垂直位置時，為防止因突然停斷電而造成主軸箱下滑，必須加有制動裝置。5．具有傳動的可逆性既可以將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，也可以把直線運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動。4．軸向剛度高滾珠絲杠螺母副可以完全消除間隙傳動，并可預(yù)緊，因此具有較高的軸向剛度。2．傳動靈敏，運動平穩(wěn)，低速時無爬行滾珠絲杠螺母副滾珠與絲杠和螺母是滾動摩擦，其動、靜摩擦系數(shù)基本相等，并且很小,移動精度和定位精度高。種類很多。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈。鋼珠每一個循環(huán)閉路稱為列。內(nèi)循環(huán)式帶有反向器，如圖217a，返回的滾珠經(jīng)過反向器和絲杠外圓返回。（一）滾珠絲杠螺母副的特點其工作原理是：在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當把它們套裝在一起時形成螺旋通道，并且滾道內(nèi)填滿滾珠。這些裝置結(jié)構(gòu)簡單，由專門廠家制造。導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護裝置。一般常用壓力循環(huán)潤滑和定時定量潤滑兩種方式。常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂，前者用于滑動導(dǎo)軌，而滾動導(dǎo)軌兩者均可采用。靜壓導(dǎo)軌按供油方式又可分為恒壓（即定壓）供油和恒流（即定量）供油兩種。目前靜壓導(dǎo)軌一般應(yīng)用在大型、重型數(shù)控機床上。這種導(dǎo)軌的運行很平穩(wěn)，既無爬行也不會產(chǎn)生振動。這種導(dǎo)軌不會磨損，因而導(dǎo)軌的精度保持性好，壽命長。在工作過程中，導(dǎo)軌面上油腔中的油壓能隨外加負載的變化自動調(diào)節(jié)，保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài)。它多用于中等載荷的導(dǎo)軌，使用時有專業(yè)生產(chǎn)廠家提供各種規(guī)格、形式供用戶選擇。用密封墊來防止灰塵和臟物進入導(dǎo)軌滾道。當滑塊沿導(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)的滾道從工作負荷區(qū)運動到非工作負荷區(qū)，然后再滾動回到工作負荷區(qū)。1．直線滾動導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌又稱單元直線滾動導(dǎo)軌，它主要由導(dǎo)軌體、滑塊、滾珠、保持架、端蓋等組成。但滾動導(dǎo)軌的抗振性比滑動導(dǎo)軌差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對臟物也較為敏感，需要良好的防護。（三）滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌工作面之間安排滾動件，使兩導(dǎo)軌面之間形成滾動摩擦，滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)小，而且動、靜摩擦系數(shù)相近，磨損小，潤滑容易。由于塑料導(dǎo)軌軟帶較軟，容易被硬物刮傷，因此應(yīng)用時要有良好的密封防護措施。軟帶應(yīng)粘貼在機床導(dǎo)軌副的短導(dǎo)軌面上，如圖213所示，圓形導(dǎo)備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容軌應(yīng)粘貼在下導(dǎo)軌面上。其形式主要有塑料導(dǎo)軌板和塑料導(dǎo)軌軟帶兩種。2．滑動導(dǎo)軌的材料導(dǎo)軌材料主要有鑄鐵、鋼、塑料以及有色金屬。直線運動導(dǎo)軌一般由兩條導(dǎo)軌組成，不同的組合形式可滿足各類機床的工作要求。凹形導(dǎo)軌容易存油，但也容易積存切屑和塵粒，因此適用于防護良好的環(huán)境。圓柱形導(dǎo)軌（圖212d）制造容易，磨損后調(diào)整間隙較困難。這種導(dǎo)軌在載荷的作用下能自行補償而消除間隙，導(dǎo)向精度較其他導(dǎo)軌高。側(cè)面間隙不能自動補償，必須設(shè)置間隙調(diào)整機構(gòu)。（二）滑動導(dǎo)軌 1．滑動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)滑動導(dǎo)軌的常見截面形狀有矩形、三角形、燕尾槽形和圓柱形。（4）具有低速運動的平穩(wěn)性運動部件在導(dǎo)軌上低速移動時，不應(yīng)發(fā)生“爬行”的現(xiàn)象。（3）足夠的剛度在載荷作用下，導(dǎo)軌的剛度高則保持形狀不變的能力好。（2）良好的耐磨性耐磨性好可使導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度得以長久保持。2．導(dǎo)軌的要求（1）高的導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度保證部件運動軌跡的準確性?；瑒訉?dǎo)軌又可分為普通滑動導(dǎo)軌和塑料滑動導(dǎo)軌。（一）導(dǎo)軌的類型和要求 1．導(dǎo)軌的類型《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容按運動部件的運動軌跡，導(dǎo)軌可分為直線運動導(dǎo)軌和圓周運動導(dǎo)軌。二、導(dǎo)軌導(dǎo)軌是用來支撐和引導(dǎo)運動部件沿著直線或圓周方向準確運動的。此外由于受力而產(chǎn)生彈性變形，也會有間隙，所以在進給系統(tǒng)反向運動時仍然由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖指令進行自動補償。為了提高轉(zhuǎn)換效率，保證運動精度，當旋轉(zhuǎn)運動被轉(zhuǎn)化為直線運動時，廣泛應(yīng)用滾珠絲杠螺母副。磁傳感器經(jīng)過放大器與主軸控制單元連接，當主軸需要定向準停時，便控制主軸停止在預(yù)定的位置。3．主軸準停裝置JCS－018A加工中心采用的是主軸電氣式準停裝置，即用磁力傳感器檢測定向。之后，壓縮空氣進入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準備。機床執(zhí)行換刀指令，機械手要從主軸拔刀時，主軸需松開刀具。該主軸選擇的軸承座和配置形式，能滿足主軸高轉(zhuǎn)速和承受較大軸向載荷的要求，主軸受熱變形向后伸長，不影響加工精度。前支承按預(yù)加載荷計算的預(yù)緊量由螺母5來調(diào)整。（二）主軸箱結(jié)構(gòu) 1．主軸結(jié)構(gòu)主軸的前支承4配置了三個高精度的角接觸球軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷。二、JCS－018A加工中心主傳動系統(tǒng)及主軸箱結(jié)構(gòu)（一）主運動傳動系統(tǒng)主軸電動機采用的是FANUC AC電動機。前后支承所用軸承的支承剛性好，前支承中的角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉(zhuǎn)速高。前支承軸承的間隙用螺母來調(diào)整。主軸有前后兩個支承，前支承采用預(yù)加負荷的超精密級角接觸球軸承組成，三個一組，其中兩個軸承用來承受向后的推力，另一個用于承受向前推力。螺紋切削和主軸每轉(zhuǎn)進給量是通過主軸脈沖編碼器來實現(xiàn)。備注第三節(jié) 數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)應(yīng)用一、SSCK20/500數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)及主軸箱結(jié)構(gòu)（一）主傳動系統(tǒng)SSCK20/500數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)由功率為11kw的AC伺服電動機驅(qū)動，經(jīng)l：1的帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，使主軸在 24~2400r/min的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，主軸箱內(nèi)省去了齒輪傳動變速機構(gòu)，提高了主軸精度，減少齒輪傳動躁聲的影響，結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。（三）主軸上刀具自動夾緊和切屑清除加工中心為了實現(xiàn)刀具在主軸內(nèi)的自動裝卸，其主軸必須設(shè)計有刀具的自動夾緊機構(gòu)。為滿足主軸這一功能而設(shè)計的裝置稱為主軸準停裝置或稱主軸定向裝置。軸承所需的預(yù)緊量與軸承精度、類型和工作條件等因素有關(guān)。4．滾動軸承的間隙與預(yù)緊將滾動軸承進行適當預(yù)緊，使?jié)L動體與內(nèi)外圈滾道在接觸處產(chǎn)生預(yù)變形，使受載后承載的滾動體數(shù)量增多，受力趨向均勻，從而提高承載能力和剛度，有利于減少主軸回轉(zhuǎn)軸線的漂移，提高旋轉(zhuǎn)精度。3．主軸軸承的裝配采用選配定向法進行裝配，可提高主軸組件的精度。（3）圓錐滾子軸承，圖26c。（2）前支承采用3個超精密級角接觸球軸承組合方式，具有較好的高速性能。（1）滾動軸承（2）滑動軸承 2．主軸軸承的配置典型的主軸軸承的結(jié)構(gòu)配置形式有下面三種：（l）圖26a結(jié)構(gòu)配置形式是現(xiàn)代數(shù)控機床主軸結(jié)構(gòu)中剛性最好的一種。（一）數(shù)控機床的主軸支承主軸軸承是主軸組件的重要組成部分，它的類型、結(jié)構(gòu)、配置、精度直接影響主軸組件的工作性能。6．安裝時中心距要求嚴格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。4．使用范圍較廣，速度可達50m/s，速比可達10左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦。2．無滑動，傳動比準確。掌握這些結(jié)構(gòu)對于正確合理使用數(shù)控機床是非常必要的。計算機集成制造系統(tǒng)的發(fā)展可以實現(xiàn)整個機械制造廠的全盤自動化，成為自動化工廠或無人化工廠，是自動化制造技術(shù)的發(fā)展方向。當加工精度要求很高（如微米級）時，在數(shù)控系統(tǒng)一定的情況下，進給速度的快慢將影響工件的形狀精度，同時自然影響加工效率。對于一個確定的數(shù)控系統(tǒng)，插補周期一般是固定的，插補周期確定之后，一定的圓弧半徑，應(yīng)有與之對應(yīng)的最大進給速度限定，以保證逼近誤差er不超過允許值。較小的插補周期，可以在小半徑圓弧插補時允許較大的進給速度。8er允r（117）式中er允——輪廓曲線允許的逼近誤差；r——圓弧半徑；l——輪廓步長，即單位時間（插補周期）內(nèi)的進給量。lr=TFr將上式代入式（115），得l21(TF) er==（116）8r8r式（116）反映了逼近誤差er與插補周期T、進給速度F和圓弧半徑r的關(guān)系。254。238。253。1234。(d2)239。(d2)4239。249。232。1cos247。230。2248。247。d246。232。1cos247。230。如圖125所示，用弦線逼近圓弧，會產(chǎn)生逼近誤差er。對于圓弧插補，動點在一個插補周期內(nèi)運動的直線段以弦線（或切線、割線）逼近圓弧。插補周期可以等于采樣周期，也可以是采樣周期的整倍數(shù)。數(shù)據(jù)采樣插補是根據(jù)用戶程序的進給速度，將給定輪廓曲線分割為每一插補周期的進給段，即輪廓步長。計算機每發(fā)出一個脈沖，工作臺移動一個基本長度單位（脈沖當量），并且每次插補的結(jié)果僅產(chǎn)生一個行程增量，每進給一步（一個脈沖當量），計算機就要進行一次插補運算，進給速度受計算機插補速度的限制，因此很難滿足現(xiàn)代數(shù)控機床高速度的要求。目前常用的插補方法有兩類