数控机床进给系统介绍.ppt

数控技术，第7讲，第2节，数控机床的主传动系统和主轴部件，第3节，数控机床的进给系统，第4节，数控机床的旋转工作台，第5节，数控加工中使用的刀具和自动换刀系统，第6节，数控加工的辅助设备，第2节，数控机床的结构，第1节，数控机床的结构要求，第1节，进给运动的要求， 第三节滚珠丝杠螺母副，第四节导轨传动齿轮间隙消除机构，在第二章第三节数控机床进给系统中，数控机床的进给运动是数字控制的直接对象，工件的最终轮廓精度和加工精度将受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的影响。 为此，要求进给系统中的传动装置和部件具有高寿命、高刚性、无传动间隙、高灵敏度和低摩擦阻力的特点。例如，导轨必须具有小摩擦力和高耐磨性。因此，一般采用滚动导轨、静压导轨和减磨滑动导轨。1.进给运动要求。为了提高位移精度，减小传动误差，首先要保证所用的各种机械零件的加工精度，其次要采取合理的预紧措施，消除轴向传动间隙。因此，进给传动系统中广泛采用各种间隙消除措施，但采用预紧等各种措施后，仍可能会留下微小的间隙。此外，由于力引起的弹性变形，也会有间隙，所以当进给系统反向运动时，数控装置仍需要发出脉冲指令进行自动补偿。当旋转运动转换为直线运动时，滚珠丝杠螺母副被广泛使用，以提高转换效率并确保运动精度。1、减少运动部件之间的摩擦阻力：摩擦阻力主要来自螺母和导轨；滚动它是一个重要的措施。2.提高传动精度和刚度：(1)保证进给系统中滚珠丝杠螺母、蜗轮及支撑结构的加工精度，提高传动精度和刚度。(2)在进给链上增加减速齿轮或同步带，以减少脉冲当量，并从设计角度提高传动精度。(3)采用预紧消除传动部件间隙，提高传动精度。3.减少惯性：高速部件的惯性会影响伺服系统的启动和制动特性。总的来说，在设计进给系统时，应充分注意减小摩擦阻力，提高传动精度和刚度，消除传动间隙，减少运动部件的惯性。2，滚珠丝杠螺纹副，1，滚珠丝杠螺母副特性2，滚珠丝杠螺母副间隙调整3，滚珠丝杠安装4，滚珠丝杠保护5，滚珠丝杠螺母副代码，精度等级和标注，1，滚珠丝杠螺母副特性，滚珠丝杠工作原理：如图所示为滚珠丝杠结构图，其工作原理是：丝杠和螺母都加工有弧形螺旋槽，当它们套在一起形成螺旋槽时，滚道内充满滚珠。当丝杠相对于螺母旋转时，两者轴向移动，而滚珠可以沿着滚道流动。根据球返回的方式，可分为内循环型和外循环型。外循环式(如图所示)螺母旋转槽的两端通过回球管4连接，回球不与螺杆的外圆接触，使球可以循环运动，管的两端还可以起到阻挡球的作用，防止球沿滚道滑出。内部循环模式(如图所示)设有反向器5，返回的球在反向器和导螺杆的外圆之间返回。滚珠丝杠螺母副的优点：在传动中，滚珠基本上是与丝杠和螺母滚动摩擦，因此它有许多优点：1)传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率可达92%-98%，是普通丝杠的2-4倍。2)低摩擦。因为区别在于5)反向运动时没有空行程，可以提高轴向运动的精度。滚珠丝杠副的缺点：由于滚珠丝杠副具有这些优点，滚珠丝杠被广泛应用于各种中小型数控机床的直线进给系统中。然而，滚珠丝杠也有以下缺点：1)制造成本高。2)自锁无法实现。由于其摩擦系数小，不能自锁，在垂直位置使用时，为了防止主轴箱因突然断电而滑落，必须增加制动装置。2、滚珠丝杠螺母副间隙调整，滚珠丝杠传动间隙是轴向间隙。轴向间隙通常是指当丝杠和螺母之间没有相对转动时，丝杠和螺母之间的最大轴向沟道量。除了结构本身的所有内部间隙外，它还包括施加轴向载荷后弹性变形引起的轴向沟道效应。为了保证反向传动的精度和轴向刚度，必须消除轴向间隙。使用预紧方法消除间隙时，应注意预紧载荷能有效减小弹性变形引起的轴向位移，但预紧力不宜过大。过大的预紧力会增加摩擦，降低传动效率，缩短丝杠的使用寿命。因此，通常需要多次调整，以确保机床不仅能消除间隙，而且能在最大轴向载荷下灵活操作。除了用几个带有微小干涉球的单螺母来消除间隙外，常用的方法是用双螺母来消除螺杆和螺母之间的间隙。如图所示，是双螺母垫片间隙调整结构，通过调整垫片的厚度使左右螺母产生轴向位移，可以达到消除间隙和产生预紧力的效果。该方法结构简单，刚性好，装卸方便可靠。然而，缺点是调整费时，难以一次完成，调整精度不高，仅适用于一般精度的数控机床。如图所示，是一种双螺母齿差间隙调整结构。圆柱齿轮分别形成在两个螺母2和5的凸缘上。两个齿轮的齿数仅相差一个齿，即z2-z1=1。两个内齿圈1和4分别具有与外齿轮相同的齿数，并用螺钉和销固定在螺母座3的两端。调整时，首先取下齿圈，并根据间隙大小调整两个螺母2和5，使一个或多个齿向同一方向旋转。将两个螺母沿轴向移动更靠近相应的距离，以达到调整间隙和预紧的目的。间隙消除可以简单地通过以下公式计算： nt/Z1/z2或n=z1z2/t，其中n-螺母在相同方向上转动的齿数；滚珠丝杠的t型导程；Z1，z2 -齿轮的齿数。例如，当z1=99，z2=100，t=10mm时，如果两个螺母向同一方向转动一个齿，则相对轴向位移为s=t/(z1z2)=10/(100 * 99) 0.00 lmm，如果