【正文】 裝滑塊 4，在鼠牙盤脫開后，渦輪轉(zhuǎn)到一定角度時(shí)，與渦輪固定在一起 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? L的圓盤 14上的凸塊便碰到滑塊 4,渦輪便通過(guò) 14上的凸塊帶動(dòng)滑塊連同軸 刀盤一起進(jìn)行轉(zhuǎn)位。這時(shí)軸 6不能回轉(zhuǎn)，當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使得軸 6沿軸向向左移動(dòng)。轉(zhuǎn)位開始時(shí)，電磁制動(dòng)器斷電，電機(jī) 11通電轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪 10, 9, 8帶動(dòng)蝸桿 7旋轉(zhuǎn)，使渦輪 5轉(zhuǎn)動(dòng)。該刀架可配置 12位 (A型或 B型 )、 8位 (C型 )刀盤。 ? 這種刀架在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床及臥式車床的數(shù)控化改造中得到廣泛的應(yīng)用。 ? 譯碼裝置由發(fā)信體 11,電刷 13 , 14組成，電刷 13負(fù)責(zé)發(fā)信，電刷 14負(fù)責(zé)位置判斷。刀架體 7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶著電刷座 10轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到程序指定的刀號(hào)時(shí)，粗定位銷巧在彈簧的作用下進(jìn)入粗定位盤 6的槽中進(jìn)行粗定位，同時(shí)螺母 12接觸導(dǎo)體使電機(jī) 1反轉(zhuǎn)，由于粗定位槽的限制，刀架體 7不能轉(zhuǎn)動(dòng)，使其在該位置垂直落下，刀架體 7和刀架底座 5上的端面齒嚙合實(shí)現(xiàn)精確定位。當(dāng)?shù)都荏w抬至一定距離后，端面齒脫開。刀架， 7內(nèi)孔加工有螺紋，與絲杠連接，渦輪與絲杠為整體結(jié)構(gòu)。 ? 該刀架可以安裝四把不同的刀具，轉(zhuǎn)位信號(hào)由加工程序指定。下面介紹幾種典型刀架結(jié)構(gòu)，見 圖 3 25. ? ? 數(shù)控車床刀架動(dòng)作的要求是 :刀架抬起、刀架轉(zhuǎn)位、刀架定位和夾緊刀架。在使用兩個(gè)以上導(dǎo)軌條時(shí)，只能以其中的一個(gè)作為基準(zhǔn)，其他為從動(dòng)導(dǎo)軌，其安裝如 圖 3 24所示。 ? 圖 3 23所示為滾動(dòng)導(dǎo)軌組件的固定和側(cè)向預(yù)緊結(jié)構(gòu)，該滾動(dòng)導(dǎo)軌組件在使用中具有便于安裝和預(yù)緊的優(yōu)點(diǎn)。導(dǎo)軌條一般安裝在床的床身和立柱等支承面上。 ? 圖 3 22所示為滾動(dòng)導(dǎo)軌組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和滾珠循環(huán)原理圖。兩種滾動(dòng)導(dǎo)軌組件結(jié)構(gòu)上的區(qū)別在于所能承受負(fù)載的大小和方向。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌塊組件由專業(yè)生產(chǎn)了制造，精度很高，對(duì)機(jī)床安裝基面要求不高，安裝、調(diào)整都非常方便，在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。滾柱導(dǎo)軌為線接觸，承載能力和剛度比滾珠導(dǎo)軌大，但對(duì)導(dǎo)軌面的平行度要求較高，否則會(huì)引起滾柱的偏移和側(cè)向滑動(dòng)。 ? 滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式有滾珠導(dǎo)軌、滾柱導(dǎo)軌、滾針導(dǎo)軌和直線滾動(dòng)導(dǎo)軌塊組件。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 滾動(dòng)導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，抗振性差，制造較困難，因而成本較高。摩擦發(fā)熱小，磨損小，精度保持性好 。 ? ? 滾動(dòng)導(dǎo)軌就是在導(dǎo)軌工作面間放入滾柱、滾珠或滾針等滾動(dòng)體，使導(dǎo)軌面間為滾動(dòng)摩擦，可大大降低摩擦系數(shù)，提高運(yùn)動(dòng)的靈敏度。這種導(dǎo)軌具有良好的摩擦特性和耐磨性，它比鑄鐵導(dǎo)軌副的摩擦系數(shù)低，在無(wú)潤(rùn)滑油的情況下仍有較好的防止爬行效果。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 導(dǎo)軌注塑材料是以環(huán)氧樹脂為基體，加人二硫化鑰和膠體石墨以及鐵粉等混合而成的。 ? 塑料軟帶是以聚四氟乙烯為基體，加人青銅粉、二硫化鑰和石墨等填充劑混合燒結(jié)而成的。 ? ? 在與床身導(dǎo)軌相配的滑座導(dǎo)軌上鉆結(jié)上靜動(dòng)摩擦系數(shù)相差不大、耐磨、吸振的塑料軟帶構(gòu)成貼塑導(dǎo)軌，或者在定動(dòng)導(dǎo)軌之間采用注塑或涂塑的方法制成塑料導(dǎo)軌。導(dǎo)軌性能的好壞，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。彈簧力調(diào)整應(yīng)適當(dāng)，使其能承受轉(zhuǎn)矩，否則消除不了間隙，彈簧力過(guò)大則會(huì)加劇齒輪磨損。這種調(diào)整法無(wú)論正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，均只有一個(gè)薄片齒輪承受載荷，故齒輪承載能力較小。旋轉(zhuǎn)螺母 3和 4可以調(diào)整彈簧 2的拉力，彈簧的拉力可以使兩薄片齒輪的左右齒面分別與寬齒輪的齒槽左右側(cè)面貼緊，消除了間隙。 ? (3)雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法 圖 318所示為兩個(gè)齒數(shù)相同的薄片齒輪 7和 8與另一個(gè)寬齒輪相嚙合，齒輪 7空套在齒輪 8上，兩者可以相對(duì)回轉(zhuǎn)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? ? (1)偏心套調(diào)整法如 圖 316所示，齒輪 1裝在電動(dòng)機(jī)軸上，旋轉(zhuǎn)偏心套 2可以改變齒輪 1和 3之間的中心距，從而消除間隙。它一般采用彈簧彈力的方法消除齒側(cè)間隙，在齒輪齒厚和周節(jié)發(fā)生變化的情況下，仍能保持無(wú)間隙嚙合。這種調(diào)整法具有較好的傳動(dòng)剛度，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但調(diào)整較費(fèi)時(shí)。剛性調(diào)整法調(diào)整后的齒側(cè)間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。但是齒側(cè)間隙會(huì)造成進(jìn)給系統(tǒng)的反向失動(dòng)量，影響加工精度，所以數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)必須采用各種方法減少或消除齒輪傳動(dòng)間隙。兩端固定的結(jié)構(gòu)，軸向剛度大，絲杠的熱變形可轉(zhuǎn)化為軸承的預(yù)緊力，適用于精度要求高的場(chǎng)合，滾珠絲杠的支承方式見 圖 3 15. 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? ? 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中常采用齒輪傳動(dòng)以達(dá)到一定降速比的要求。一端固定，一端自由的形式適用于絲杠較短以及滾珠絲杠垂直安裝的場(chǎng)合。產(chǎn)品成對(duì)出售，而且在出了時(shí)已經(jīng)選配好內(nèi)外環(huán)的厚度，裝配時(shí)只要用螺母和端蓋將內(nèi)環(huán)和外環(huán)壓緊，就能獲得出了時(shí)已經(jīng)調(diào)整好的預(yù)緊力，使用非常方便。與普通的角接觸球軸承相比，接觸角增大到 600,增加了滾珠數(shù)目并相應(yīng)減小滾珠的直徑。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? 近年來(lái)出現(xiàn)一種滾珠絲杠專用軸承，其結(jié)構(gòu)如 圖 3 14所示。一種是把角接球軸承和圓錐滾子軸承組合使用，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但軸向剛度不足。 ? 為了提高支承的軸向剛度，選擇適當(dāng)?shù)臐L動(dòng)軸承也是十分重要的。因此，螺母座的孔和螺母之間必須保持良好的配合，并應(yīng)保證孔與端面的垂直度。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? ? 滾珠絲杠的正確安裝及其支承結(jié)構(gòu)的剛度是影響數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)剛度不可忽視的因素。 ? ④變螺距螺母式消隙如 圖 313所示，在螺母體內(nèi)的兩列循環(huán)滾珠鏈之間使內(nèi)螺紋滾道在軸向產(chǎn)生一個(gè) DL0的導(dǎo)程突變量，從而使兩列滾珠在軸向錯(cuò)位實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。z z2為齒輪的齒數(shù)。間隙消除量△可用下式簡(jiǎn)便地計(jì)算 ? △ =zt/z1z2或者 z= △ z1z2/zt ? 式中， z為兩螺母在同一方向轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù) 。兩個(gè)內(nèi)齒圈 1和 4與外齒輪齒數(shù)分別相同，并用螺釘和銷釘固定在螺母座的兩端。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 ? ③雙螺母齒差式消隙。兩個(gè)圓螺母能使螺母相對(duì) L}杠做軸向移動(dòng)，其中 1為調(diào)整螺母， 2為鎖緊螺母。 ? ②雙螺母螺紋式消隙。如 圖 310所示，調(diào)整墊片的厚度使左右螺母間產(chǎn)生軸向位移，就可以達(dá)到消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力的作用。所以一般要經(jīng)過(guò)多次調(diào)整才能保證機(jī)床在最大軸向載荷下，既消除了間隙，又能靈活運(yùn)轉(zhuǎn)。除了結(jié)構(gòu)本身的游隙外，在施加軸向載荷之后，還包括彈性變形造成的竄動(dòng)。這種形式結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、摩擦損失小，但制造較困難，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)。外循環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好，承載能力高，但由于插管的存在其徑向尺寸較大。 ? (1)滾珠循環(huán)方式滾珠絲杠螺母副按滾珠循環(huán)方式不同可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。但是滾珠絲杠螺母副也有缺點(diǎn) : ? .結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高 。 滾珠絲杠螺母副經(jīng)預(yù)緊后可以消除軸向間隙，因而無(wú)反向死區(qū)，同時(shí)也提高了傳動(dòng)剛度。 使用壽命長(zhǎng)，因?yàn)闈L動(dòng)摩擦小，故磨損很小 ,精度保持性好，壽命長(zhǎng) 。 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)爬行，由于摩擦阻力小，動(dòng)靜摩擦系數(shù)相近，因而傳動(dòng)靈活，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，有效消除了爬行現(xiàn)象 。 ? 滾珠既自轉(zhuǎn)又沿滾道循環(huán)流動(dòng)。在絲杠和螺母上加工有弧形螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時(shí)形成螺旋滾道，滾道內(nèi)裝滿滾珠。 ? (5)無(wú)傳動(dòng)間隙傳動(dòng)間隙是造成進(jìn)給系統(tǒng)反向死區(qū)的另一個(gè)主要原因，因此對(duì)傳動(dòng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括連軸器、齒輪副、絲杠螺母副及其支承等均應(yīng)采用消除間隙的結(jié)構(gòu)措施。大的慣量會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變差。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，普遍采用滾珠絲杠螺母副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌，以降低傳動(dòng)摩擦。一般要求機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率高于伺服馭動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率 2 3倍。為了提高傳動(dòng)剛度，可以縮短傳動(dòng)鏈，合理選擇絲杠尺寸，以及對(duì)絲杠螺母副、支承部件等進(jìn)行預(yù)緊。 ? (1)高傳動(dòng)剛度進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度，從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面考慮主要取決于絲杠螺母副或蝸桿副及其支承結(jié)構(gòu)的剛度。 上一頁(yè) 返回 ? 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是數(shù)字控制的直接對(duì)象，無(wú)論是點(diǎn)位控制還是輪廓控制，被加工工件的最后尺寸精度和位置精度都受進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)精度、靈敏度和穩(wěn)定性的影響。主軸的位置由非接觸傳感器測(cè)量，信號(hào)處理器則根據(jù)測(cè)量值以10 000次 /s的速度計(jì)算出校正主軸位置的電流值。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) ? 高速主軸選用的軸承主要是高速球軸承和磁力軸承。另外，還應(yīng)重視主軸馭動(dòng)、冷卻、支承、潤(rùn)滑、刀具夾緊和安全等設(shè)計(jì)。因此，高速主軸部件要有精密機(jī)床那樣高的精度和剛度。這種加工工藝不僅切削效率高，而且具有加工表面質(zhì)量好、切削溫度低和刀具壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) ? ? 高速切削是 20世紀(jì) 70年代后期發(fā)展起來(lái)的新工藝。這種裝置可以保證主軸準(zhǔn)停的重復(fù)精度在士 1176。當(dāng)機(jī)床需要停車換刀時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出主軸停轉(zhuǎn)指令，主軸電動(dòng)機(jī)立即降速，當(dāng)主軸以最低轉(zhuǎn)速慢轉(zhuǎn)很少幾轉(zhuǎn)、永久磁鐵 3對(duì)準(zhǔn)磁傳感器 2時(shí)，后者發(fā)出準(zhǔn)停信號(hào)。圖 3 4所示主軸部件采用的是電氣準(zhǔn)停裝置，其工作原理如 圖 3 5所示。噴氣小孔設(shè)計(jì)有合理的噴射角度，并均勻分布，以提高吹屑效果。為了保證主軸錐孔的清潔，常用壓縮空氣吹屑。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) ? 自動(dòng)清除主軸孔中的切屑和塵埃是換刀操作中一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。機(jī)械手把新刀裝上主軸后，液壓缸 7接通回油，碟形彈簧 5又拉緊刀夾。此時(shí)行程開關(guān) 10發(fā)出信號(hào)，換刀機(jī)械手隨即將刀夾取下。換刀前需將刀夾松開，壓力油進(jìn)入液壓缸上腔，活塞 6推動(dòng)拉桿 4向下移動(dòng)，碟形彈簧被壓縮 。夾緊刀夾時(shí)，液壓缸上腔接通回油，彈簧 11推動(dòng)活塞 6上 移，處于圖示位置，拉桿 4在碟形彈簧 5的作用下向上移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)裝卸，主軸內(nèi)設(shè)有刀具自動(dòng)夾緊裝置。如 圖 3 4所示，主軸前端有 7: 24的錐孔，用于裝夾錐柄刀具。改變液壓缸左、右腔的通油狀態(tài)，活塞桿 4帶動(dòng)卡盤內(nèi)的驅(qū)動(dòng)爪 1和卡爪 2，夾緊或放松工件，并通過(guò)行程開關(guān) 6和 7發(fā)出相應(yīng)信號(hào)。目前使用較多的是自動(dòng)定心液壓動(dòng)力卡盤，該卡盤主要由引油導(dǎo)套、液壓缸和卡盤三部分組成。為了保證潤(rùn)滑的可靠性，常以壓力繼電器作為失壓報(bào)警裝置。 ? 數(shù)控車床主軸有的采用油脂潤(rùn)滑，迷宮式密封 。軸承預(yù)緊量預(yù)先配好，直接裝配即可，無(wú)須修磨。三個(gè)軸承的內(nèi)外圈軸向由軸肩和箱體孔的臺(tái)階固定，以承受軸 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) ? 向負(fù)荷。前軸承為三個(gè)角接觸球軸承，前面兩個(gè)軸承開口朝向主軸前端，接觸角為 250，用以承受軸向切削力 。 圖 3 2所示為TND360型數(shù)控車床主軸部件結(jié)構(gòu)。但對(duì)于具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控機(jī)床，其主軸部件除主軸、主軸軸承和傳動(dòng)件等一般組成部分外，還有刀具自動(dòng)裝卸及吹屑裝置、主軸準(zhǔn)停裝置等。因此，在旋轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性和熱變形等方面，都有很高的要求。這樣就使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，克服了低速時(shí)轉(zhuǎn)矩不夠且電動(dòng)機(jī)功率不能充分利用的缺陷。高速時(shí)電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪直接馭動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn) 。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 返回 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) ? ? 如圖 31( c)所示，這種主傳動(dòng)方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出扭矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸精度影響較大。一部分小型數(shù)控機(jī)床也采用此種傳動(dòng)方式，以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩。 ? ? 這是大、中型數(shù)控機(jī)床采用的一種配置方式。它適用于高速、低扭矩特性要求的主軸。