【正文】 用彈性聯(lián)接器結(jié)構(gòu)。如果調(diào)整機床快速進給速度后，這個變化量也會起變化，此時 CNC系統(tǒng)并不報警，因為電動機轉(zhuǎn)動是正常的，編碼器的反饋也是正常的。解決方法是設(shè)法鎖緊聯(lián)軸器的彈性錐形套，若錐形套過松，可將錐形套軸向切開一條縫，擰緊兩端的螺釘后，就能徹底消除故障。這種連接，經(jīng)過一段時間使用，圓錐銷開始松動，鍵槽側(cè)面間隙逐漸增大，有時甚至引起錐銷脫落，造成零件加工尺寸不穩(wěn)定。該方法能很好地解決圓錐銷松動的問題，同時也減輕了平鍵所承受的扭矩。 ? ② 采用兩只一大一小的彈性銷取代圓錐銷連接，這種方法雖然沒有圓錐銷的連接方法精度高，但能很好地解決圓錐銷松動問題，彈性銷具有一定的彈性，能分解部分平鍵承受的扭矩，而且結(jié)構(gòu)緊湊，裝配也十分方便。但裝配時要注意，大小彈性銷要求互成 180176。 ? 數(shù)控機床的進給機構(gòu)，采用伺服電機或步進電機與滾珠絲杠連接，一般采用聯(lián)軸器直連、齒形同步帶連接或運用齒輪相連。 ? 由于數(shù)控機床進給速度較快，如快進、快退的速度有時高達 20m/min以上，在整個加工過程中正反轉(zhuǎn)換頻繁。在實際加工時，主要表現(xiàn)為各方向運動正常、編碼器反饋也正常、系統(tǒng)無報警，而運動值卻始終無法與指令值相符合，加工誤差值越來越大，甚至造成加工的零件報廢。 數(shù)控機床進給傳動鏈組件之二 — 滾珠絲杠副 ? 滾珠絲杠作為數(shù)控機床進給傳動鏈中的重要組成部分，在整個傳動鏈中起著將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動的重要作用。 ? 滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間以滾珠為滾動體的螺旋傳動元件。當(dāng)絲杠和螺母相對運動時，滾珠沿著絲桿螺旋滾道面滾動，滾動數(shù)圈后離開絲桿滾道面，通過循環(huán)返回裝置返回其入口處繼續(xù)參加工作，如此往復(fù)循環(huán)滾動。 ? 滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 梯形絲杠結(jié)構(gòu) ? 通過上左圖我們可以看出，滾珠絲杠副 —— 絲杠與絲杠螺母之間是滾動摩擦，靠一連續(xù)的滾珠在滾道中產(chǎn)生相對運動，摩擦系數(shù)非常小，可達到 181。 ? 而從上右圖中我們得知，梯形絲杠是依靠絲母與絲杠之間的油膜產(chǎn)生相對滑動工作的，從機械原理上講，滑動摩擦的兩物體之間必然會有間隙，包括漸開線齒輪、齒輪齒條等，所以梯形絲杠傳遞力矩時，摩擦力比滾珠絲杠大，間隙比滾珠絲杠大。它的機構(gòu)效率（ η= ）比梯形絲杠（ η= ）高 34倍。 ? 另外，滾珠絲杠生產(chǎn)過程中，在滾道和珠子之間施加預(yù)緊力，可以消除間隙，所以滾珠絲杠可以達到無間隙配合。 ? 2. 滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)與預(yù)緊 ? 滾珠絲杠的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示 滾珠絲杠從循環(huán)形式上可分為：內(nèi)循環(huán)式和外循環(huán)式，參見下圖 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠 外循環(huán)滾珠絲杠 ? 滾珠絲杠從螺母預(yù)緊形式上可分為：單螺母和雙螺母，參見下圖。外循環(huán)式滾珠絲杠循環(huán)器有局部在絲母外，散熱好，但安裝尺寸較大。 單螺母內(nèi)部預(yù)緊 而雙螺母絲杠副的預(yù)緊力雖然在出廠時已經(jīng)調(diào)好，但是進入使用環(huán)節(jié)后，特別是使用一段 時間需要調(diào)整絲杠副間隙時，可以通過增減調(diào)整墊的厚度，進行再次的預(yù)緊。其雙螺母滾珠絲杠副消除間隙的方法是，利用兩個螺母的相對軸向位移，使兩個滾珠螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個相反的側(cè)面上。 其它常見的雙螺母調(diào)整結(jié)構(gòu)又有下述幾種形式： 1. 墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)；參見圖 （ A），原理是通過增加 墊片厚度，使兩個螺母在相 對的方向上產(chǎn)生軸向力，克 服間隙，增加預(yù)緊力。 3. 齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)；參見圖（ C）。調(diào)整時，先取下（ B）內(nèi)齒圈，讓兩個螺母相對于套筒同方向都轉(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，其軸向位移量為：式中Z Z2為齒輪的齒數(shù)， Ph為滾珠絲杠的導(dǎo)程。外循環(huán)的回珠器有螺旋槽式和插管式兩 種，目前國內(nèi)、外生產(chǎn)廠用插管式的較多，內(nèi)循環(huán)的回珠器有腰形槽嵌塊式反向器和 圓柱凸鍵式反向器兩種，目前國內(nèi)、外生產(chǎn)廠用腰形槽嵌塊式的較多。一般在數(shù)控機床上常用雙螺母墊片式預(yù)緊。根據(jù)數(shù)控機床類別、按機床精度要求和位置控制系統(tǒng)型式 (閉環(huán)、半閉環(huán)、開環(huán) )的不同分別選用，數(shù)控機床中大多用 PP4， P5等 3個等級。 在機床上一個典型的進給軸傳動鏈 ? ① —— 伺服電機軸 ② —— 滾珠絲杠 ③、⑤ —— 聯(lián)軸節(jié)壓蓋 ④ —— 聯(lián)軸節(jié)軸套⑥ ⑦ —— Z1型漲環(huán) ⑧ —— 近端支撐軸承 ⑨ —— 遠端支撐軸承 從上圖我們不難發(fā)現(xiàn)，最終支撐滾珠絲杠的是⑧近端支撐軸承和⑨遠端支撐軸承，仔細觀察這兩組軸承是具有“方向性”的，這兩組軸承通過相互的作用，將軸向力“頂住”，如圖中軸承受力延長線所示。 如圖 所示，當(dāng)軸承內(nèi)檔圈和外檔圈受到一組相反方向的作用力時，軸承鋼珠承受著一對互為相反的作用力，從靜力學(xué)的角度上看，當(dāng)物體靜止時，這一對作用力大小相等，方向相反。又由于內(nèi)、外圈之間是滾動摩擦，因而保證了絲杠靈活的轉(zhuǎn)動。而對于高速小一點的負載，則需要游隙大一點，預(yù)留出高速運行后鋼珠和內(nèi)外圈的熱膨脹系數(shù)。軸承游隙調(diào)整的過松，間隙過大，絲杠在軸向竄動比較大，導(dǎo)致機床的定位精度和重復(fù)定位精度差。 滾珠絲杠支撐 —— 滾珠絲杠副的安裝形式 ? 滾珠絲杠副的安裝方式最常用的通常有以下幾種： ? ① 固定 —— 自由方式 ? 如下圖所示，絲桿一端固定，另一端自由。但是由于它的結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便，許多高精度機床仍然采用這種結(jié)構(gòu)，但是必須加裝光柵，采用全閉環(huán)反饋，如德國馬豪的機床大都采用此結(jié)構(gòu)。 固定端同時承受軸向力和徑向力；支承端只承受徑向力，而且能作微量的軸向浮動，可以減少或避免因絲桿自重而出現(xiàn)的彎曲，同時絲桿熱變形可以自由地向一端伸長。 1— 電動機 2— 彈性聯(lián)軸器 3— 軸承 4— 滾珠絲桿 5— 滾珠絲桿螺母 ③ 固定 —— 固定方式 如下圖所示 絲桿兩端均固定。 對于大型機床，重型機床，以及高精度機床常采用此種方案。 如果兩端鎖母的預(yù)緊力不夠，會導(dǎo)致相反的結(jié)果，并容易引起機床震蕩，精度降低。 步驟 1：將絲母上鍵式定位銷固定螺釘松開，取下定位銷。 步驟 2：將已經(jīng)分離的前后半月板 螺母反方向旋轉(zhuǎn)，將其完全松開，取下兩個半月板。鎖緊到位的標(biāo)志是鍵銷定位槽對齊，這是再轉(zhuǎn)動絲杠螺母，直至手感有些阻力，但同時鍵銷定位槽又能夠?qū)R，說明厚度測好。 步驟 5：如果厚度適宜，絲杠和絲杠螺母配合良好，安裝絲杠螺母上的兩個鍵銷，上緊鍵銷固定螺絲。對于絲杠螺母的密封，就是要注意檢查密封圈和防護套，以防止灰塵和雜質(zhì)進入滾珠絲杠螺母副。 ? 如果使用稀油潤滑時則要定期檢查注油孔是否暢通，一般是在檢修時觀察絲杠上面的油膜即可。 補充知識之一 —— 潤滑泵 ? 目前數(shù)控機床采用的導(dǎo)軌及絲杠的集中潤滑箱主要有兩大類： ? ? 電控式定量集中潤滑泵 —— 通過外圍 PLC設(shè)備設(shè)定“供油時間”和“間歇時間”， ? 通知油泵電機工作。溢流閥的作用是控制泵的工作壓力，以保護泵的安全，并具有自動 卸壓等 ? 功能。目前這種油泵使用最廣泛。 ? 這種機械式定量的原理是通 過齒輪泵①帶動傘齒輪②和③轉(zhuǎn) 動，力 ? 矩通過齒輪③傳遞到凸輪 ④，當(dāng)齒輪③每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，凸輪 ④都會帶動 ? 活塞桿⑤上下移動一 次，而活塞桿每移動一次就將油 腔⑧中的壓力提 ? 高，當(dāng)油腔中的壓力足以推開油路單向閥⑨時，便開始向系統(tǒng)油路供油。 ? ? 這種集中供油的優(yōu)點是不占 ? 用外圍 PLC點，但缺點是：結(jié)構(gòu) ? 復(fù)雜，供油量調(diào)整不準(zhǔn)，另外油 ? 泵電機和整個機械系統(tǒng)不停的運 ? 行，影響使用壽命。從機械結(jié)構(gòu)的角度來說，機床的加工精度和使用壽命很大程度上決定于機床導(dǎo)軌的質(zhì)量，而對數(shù)控機床的導(dǎo)軌則有更高的要求 .如 :高速進給時不振動，低速進給時不爬行，有高的靈敏度，能在重負載下長期連續(xù)工作，耐磨性要高，精度保持性要好等。 ? 從廣義上講：導(dǎo)軌主要用來支承和引導(dǎo)運動部件沿一定的軌道運動。動導(dǎo)軌相對于支承導(dǎo)軌的運動，通常是直線運動或回轉(zhuǎn)運動。作為臥式加工中心；一般工作臺是沿著 X、 Z坐標(biāo)方向運動，主軸箱沿著 Y坐標(biāo)方向移動，同時工作臺還可以以 B軸為中心的軌跡回轉(zhuǎn)。但它們又細分為： ① 鑲鋼貼塑導(dǎo)軌 貼塑導(dǎo)軌的工作原理是在動導(dǎo)軌和支撐導(dǎo)軌之間粘貼摩擦系數(shù)很小的有機材料，并加之油膜潤滑，使上、下導(dǎo)軌相對靈活移動。 但是由于貼塑面粘接、刮硯工藝復(fù)雜，特別是方形導(dǎo)軌，側(cè)鑲條（楔形鐵）和壓板的處理復(fù)雜，如果是重、大型機床修復(fù)損傷的貼塑導(dǎo)軌還需要解體立柱、主軸箱等，維修成本比較高。 鑲鋼導(dǎo)軌機床 這種導(dǎo)軌的工作原理與 鑲鋼貼塑導(dǎo)軌工作原理完全 相同，只是結(jié)構(gòu)要更加簡單， 成本低，一般用于普通數(shù)控 車床或中小型數(shù)控銑床。因為這種“ V” 型槽有自動定位的功能，去掉 了鑲條壓板等機構(gòu)。由于這類滑動導(dǎo)軌是非主流產(chǎn)品，本講座不作討論。但它們又細分為： ① 直線導(dǎo)軌 （ A）直線導(dǎo)軌副 （ B）導(dǎo)軌滑塊 （ C）導(dǎo)軌 圖 d7直線導(dǎo)軌機床 ? 直線滾動導(dǎo)軌主要由導(dǎo)軌體、滑塊、防塵刮板等組成。為防止灰塵和贓物進入導(dǎo)軌滾道，滑塊兩端及下部均裝有塑料密封墊，滑塊上還有潤滑油杯。運動靈活，適宜工作臺高速運行，一般可以達到 24,000 ~50,000 mm/min。 iii. 動、靜慣性矩小，精度高，噪音低 軌道形狀經(jīng)過高精度磨削，再加上基于鋼球循環(huán)動作分析的最優(yōu)設(shè)計，動、靜摩擦系數(shù)相對很小。 m。軌道精度的測定容易，可確保高精度。 直線導(dǎo)軌副是依靠一組鋼珠支撐的，而鋼珠與導(dǎo)軌和滑塊的接觸是“點”的接觸，所以在承受強力切削時的穩(wěn)定性就比較差。 ② 滾動導(dǎo)軌 滾動導(dǎo)軌的另一種形式是在支撐導(dǎo)軌和動導(dǎo)軌之間通過滑塊滾動體作為介質(zhì)使支撐導(dǎo)軌和動導(dǎo)軌產(chǎn)生相對運動。 但是這種滾動體滑塊組成的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，要比直線導(dǎo)軌復(fù)雜，因為導(dǎo)軌的約束還是需要單獨的“壓板”機構(gòu)，而直線導(dǎo)軌滑塊與導(dǎo)軌之間的約束在直線導(dǎo)軌副出廠前就已經(jīng)裝配完畢。這種導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)小 (約 )，機械效率高：由于導(dǎo)軌面間有一層油膜，吸振性好；導(dǎo)軌面不相互接觸，不會磨損，壽命長，而且在低速下運行也不易產(chǎn)生爬行。 靜壓導(dǎo)軌按導(dǎo)軌形式可分為開式和閉式兩種；按供油方式分為恒壓 (即定壓 )供油和恒流 (即定量 )供油兩種。 大型鏜銑床使用靜壓導(dǎo)軌 導(dǎo)軌的維護與調(diào)整 —— 鑲鋼貼塑導(dǎo)軌的調(diào)整 前面我們介紹過鑲鋼貼塑導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)，在日常維修中需要處理的有兩個環(huán)節(jié)：鑲條的調(diào)整和壓板的調(diào)整。通過簡單的調(diào)整可以有效地消除間隙。 ① 鑲條的調(diào)整 參見上圖，鑲條是一個錐度 1:100的楔鐵，機床在出廠時應(yīng)該將其調(diào)整在一個合適的位置 —— 工作臺即能移動，又不橫向晃動。重則導(dǎo)致伺服電機無法驅(qū)動工作臺移動，輕則影響機床的定位精度。 一般機床使用 3~5 年后，鑲條與導(dǎo)軌側(cè)面的間隙會逐漸的顯露出來，并隨著時間的延長增大，所以需要時，我們必須會正確調(diào)整，調(diào)整點就是上圖中的前、后頂絲，目的就是“即能使工作臺移動自如，又不橫向晃動”。 ? 調(diào)整的方法可以通過： ? i. 增加壓板貼塑面的厚度 ? ii. 減少壓板非貼塑面的厚度 導(dǎo)軌的維護與調(diào)整 —— 直線導(dǎo)軌的安裝 在機床維修中，如遇機床直線導(dǎo)軌損壞，可以進行更換，因為直線導(dǎo)軌的更換比貼塑面的刮硯工藝性好，幾何精度相對容易保證，是現(xiàn)場維修技術(shù)人員應(yīng)該掌握的技能。如右圖所示 ① 裝配面清凈 將準(zhǔn)備裝配直線導(dǎo)軌的機械的裝配基 準(zhǔn)面及裝配面上的毛刺、劃痕用油石除去，再用清潔布擦凈。 ②直線導(dǎo)軌 I及 II的軌道的預(yù)固定 將直線導(dǎo)軌 I的軌道裝配面與機床的 裝配面正確配合后給予預(yù)固定。 將直線導(dǎo)軌 II 的軌道預(yù)固定在機床上。 以同樣的方法固定直線導(dǎo)軌 II的 軌道。 ⑤直線導(dǎo)軌 I的滑塊的固定 將直線導(dǎo)軌 I 的導(dǎo)軌滑塊基準(zhǔn)面 與平臺與基準(zhǔn)面對好后再加以固定。 ⑦直線導(dǎo)軌 II的軌道固定 移動平臺，確認(rèn)其滑走順暢，再 將導(dǎo)軌 II固定住，此時是在固定與導(dǎo) 軌 II的滑組每通過一個固定螺絲時立 刻將它鎖緊，由一端開始如此反復(fù)進 行，順次將軌道固定。 直線導(dǎo)軌的安裝 —— 基準(zhǔn)導(dǎo)軌的裝配方法 ? ①利用基準(zhǔn)面的方法 ? 使用壓板或小型虎鉗將軌道基準(zhǔn)面夾緊，隨后將該處的固定螺栓鎖緊，由一端開始反復(fù)進行，順次將導(dǎo)軌固定。（參見右圖） ? ③利用直線滑塊的方法 ? 將軌道固定后，依右圖