数控加工工艺—— 数控机床的进给系统.pptVIP

数控加工工艺学 第2章 数控机床的机械结构 2.1 概述 2.2 数控机床的机械结构 2.3 数控机床的主传动系统 2.4 数控机床的进给系统 2.5 数控机床用导轨 2.6 自动换刀装置 2.7 数控工作台与分度工作台 2.9 金属切削数控机床 2.10 电加工机床 2.4 数控机床的进给系统 一、数控机床对进给系统的要求 为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装置时，应满足如下要求。 1．高的传动精度与定位精度 2．宽的进给调速范围 3．快速响应特性 4．无间隙传动 5．稳定性好、寿命长 6．使用维护方便 二、滚珠丝杠螺母副机构 1. 滚珠丝杠螺母副的工作原理 滚珠丝杠螺母副是一种新型的传动机构，它的结构特点是具有螺旋槽的丝杠螺母间装有滚珠作为中间传动件，以减小摩擦，如图2-4所示。 2.4 数控机床的进给系统 图2-4 滚珠丝杠螺母副 2. 滚珠丝杠螺母副的特点 （1）传动效率高，摩擦损失小。通常滚珠丝杠螺母副的传动效率达到0.92～0.96，比常规的丝杠螺母副高3～4倍。因此，功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的1/4～1/3。 （2）适当给予预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空行程死区，定位精度高，刚度好。 （3）运动平稳，无爬行现象，传动精度高。 （4）运动具有可逆性，可以从直线运动转换为旋转运动，也可以从旋转运动转换为直线运动，即丝杠和螺母都可以作为主动件。 （5）磨损小，使用寿命长。 （6）制造工艺复杂。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。 （7）不能自锁。 2.4 数控机床的进给系统 2.4 数控机床的进给系统 3. 滚珠丝杠螺母副的参数。 (b) 滚珠丝杠螺母副法向剖面图 (a) 滚珠丝杠螺母副轴向剖面图 图2-5 滚珠丝杠螺母副基本参数 2.4 数控机床的进给系统 （1）名义直径d0。滚珠与螺纹滚道在理论接触状态时，包络滚珠球心的圆柱直径，它是滚珠丝杠螺母副的特征尺寸。 （2）接触角β。在螺纹滚道法向剖面内，滚珠球心与滚道接触点的连线和螺纹轴线的垂直线间的夹角. 此外还有丝杠螺纹大径d、丝杠螺纹小径d1、滚珠直径db、螺母螺纹大径D、螺母螺纹小径D1、滚道圆弧偏心距e以及滚道圆弧半径R等参数。 4. 滚珠丝杠螺母副的结构和轴向间隙的调整方法 各种不同结构的滚珠丝杠副，其主要区别是螺纹滚道型面的形状、滚珠循环方式及轴向间隙的调整和预加预紧力的方法等。 （1） 螺纹滚道型面的形状及其主要尺寸。螺纹滚道型面的形状有多种，国内投产的仅有单圆弧型面和双圆弧型面两种。在图2-6中，滚珠与滚道型面接触点法线与丝杠轴线的垂直线间夹角称为接触角β。 2.4 数控机床的进给系统 2.4 数控机床的进给系统 ① 单圆弧型面。如图2-6(a)所示。 ② 双圆弧型面。如图2-6(b)所示。 图2-6 滚珠丝杠螺母副螺纹滚道型面的截形 （2）滚珠循环方式。目前国内外生产的滚珠丝杠螺母副，可分为外循环和内循环两类。如图2-7所示为外循环螺旋槽式滚珠丝杠副如图2-8所示为内循环滚珠丝杠螺母副。 2.4 数控机床的进给系统 ? 图2-7 外循环螺旋槽式滚珠丝杠副图 2.4 数控机床的进给系统 图2-8 内循环滚珠丝杠螺母副 表2-1列出国产滚珠丝杠螺母副的几种不同循环方式的比较。 2.4 数控机床的进给系统 （3）滚珠丝杠螺母副轴向间隙的调整和施加预紧力的方法。 通常采用双螺母预紧的方法，把弹性变形量控制在最小限度内。应用这一方法来消除轴向间隙时需要注意以下两点： ① 通过预紧力产生预拉变形，以减小弹性变形所引起的位移，该预紧力不能过大，否则会引起驱动力矩增大、传动效率降低和使用寿命缩短。 ② 注意减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙。 2.4 数控机床的进给系统 常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有以下3种。 （a）垫片调隙式（图2-9） 1、2-单螺母；3-螺母座；4-调整垫片 图2-9 垫片调隙式 2.4 数控机床的进给系统 （b）螺纹调隙式（图2-10） 1、2-单螺母；3-平键；4-调整螺母 图2-10 螺纹调隙式 2.4 数控机床的进给系统 （c）齿差调隙式（图2-11）。 1、4-内齿圈；2、3-单螺母 图2-11 齿差调隙式 2.4 数控机床的进给系统 各种滚珠丝杠螺母副预紧方式及其特点，见表2-2。 2.4 数控机床的进给系统 (4) 滚珠丝杠螺母副的精度。 滚珠丝杠螺母副的精度等级为1、2、3、4、5、7、10级精度，代号分别为1、2、3、4、5、7、10。其中1级为最高，依次逐级降低。 滚珠丝杠副的精度包括各元件的精度和装配后的综合精