数控机床与编程

1、会计学1数控机床与编程数控机床与编程223进给运动（直线）进给运动（旋转）进给运动（旋转）4 一、进给传动系统作用接受数控系统发出的进给脉冲，接受数控系统发出的进给脉冲，经放大和转换后驱动执行元件实经放大和转换后驱动执行元件实现预期的运动现预期的运动5 二、对进给传动系统的要求（用户）二、对进给传动系统的要求（用户） 1. 1.有较高的工作精度有较高的工作精度 2.2.响应速度快响应速度快 3. 3.调速范围宽调速范围宽 4.4.稳定性好稳定性好 5. 5.可靠性高可靠性高 6.6.使用维修方便使用维修方便 7.7.设备寿命长设备寿命长66对机床设计者而言必须注意： 提高传动部件的刚度 减小传

2、动部件的惯量 减小传动部件的间隙 减小系统的摩擦阻力，但适度阻尼可增加系统的稳定性 7三、三、数控机床进给系统的基本形式数控机床进给系统的基本形式p 直线运动直线运动、圆周运动圆周运动p 直线进给运动主要有三种形式：直线进给运动主要有三种形式：1.1. 丝杠副丝杠副（滚珠丝杠、静压丝杠、涡轮蜗杆副）（滚珠丝杠、静压丝杠、涡轮蜗杆副）2.2. 齿轮齿条副齿轮齿条副3.3. 直线电动机直线电动机8图7-13 滚珠丝杠螺母内滚道外滚道作用：作用：将回转运动转将回转运动转 换为直线运动换为直线运动9滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副10 滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副1111滚珠丝杠副的特点滚珠丝杠副的特点l

3、优点优点 传动效率高，摩擦损失小传动效率高，摩擦损失小 灵敏度高，传动平稳灵敏度高，传动平稳 定位精度高，传动刚度高定位精度高，传动刚度高 具有运动的可逆性。具有运动的可逆性。1212l 缺点：缺点：制造成本高制造成本高必须增加制动装置必须增加制动装置 结论结论 ： 由于其优点显著，虽成本较高，仍被广泛应用于由于其优点显著，虽成本较高，仍被广泛应用于中中、高档数控机床、高档数控机床。1313螺旋槽式插管式14141515. .滚珠丝杠副轴向间隙的调整滚珠丝杠副轴向间隙的调整 作用：作用： 保证反向保证反向传动精度和轴向刚传动精度和轴向刚度度 方法：方法： 双螺母结构双螺母结构1616双螺母垫片

4、调隙171718181919或21zznPthPzzn212020 双螺母双螺母调整法调整法注意事项：注意事项： 用这种方法预紧消除轴向间隙时，用这种方法预紧消除轴向间隙时，预紧力不宜过预紧力不宜过大大，一般应为最大轴向负载的，一般应为最大轴向负载的l/3l/3。当要求不太。当要求不太高时，预紧力可小于此值高时，预紧力可小于此值213.3.滚珠丝杠的支承滚珠丝杠的支承 滚珠丝杠主要承受滚珠丝杠主要承受轴向载荷轴向载荷，因此对其，因此对其轴向精轴向精度度和和刚度刚度要求较高。要求较高。 滚珠丝杠常用滚珠丝杠常用推力轴承支承推力轴承支承，以提高轴向刚度，以提高轴向刚度（当滚珠丝杠的轴向负载很小时，

5、也可用深沟（当滚珠丝杠的轴向负载很小时，也可用深沟球轴承支承）球轴承支承） 。22a)a) 一端固定一端自由支承形式一端固定一端自由支承形式 承载能力小承载能力小 轴向刚度低轴向刚度低 适应于适应于短丝杠短丝杠及及垂直丝杠垂直丝杠 一般用于数控机床的调节环节或升降台式一般用于数控机床的调节环节或升降台式数控机床的立向（垂直）坐标中数控机床的立向（垂直）坐标中 23b)b) 一端固定一端浮动的支承形式一端固定一端浮动的支承形式止推轴承止推轴承 深沟球轴承深沟球轴承止推轴承的安装位置应远离热源止推轴承的安装位置应远离热源结构较复杂结构较复杂工艺较困难工艺较困难适用于适用于长丝杠或卧式丝杠长丝杠或卧

6、式丝杠24c)c) 两端固定的支承形式两端固定的支承形式 两端装推力轴承两端装推力轴承 丝杠丝杠预拉伸预拉伸安装安装 减少减少丝杠因自重引起的丝杠因自重引起的弯曲变形弯曲变形 在推力轴承预紧力大于丝杠最大轴向载荷在推力轴承预紧力大于丝杠最大轴向载荷1/31/3的的条件下，条件下，丝杠轴向刚度可提高四倍丝杠轴向刚度可提高四倍 丝杠不会因温升而伸长，从而保持丝杠的精度丝杠不会因温升而伸长，从而保持丝杠的精度 结构工艺较复杂结构工艺较复杂2525262627272828292930b) 防护罩防护罩p 作用：作用：防止尘土及硬性杂质防止尘土及硬性杂质等进入滚珠丝杠等进入滚珠丝杠p 形式：形式：锥形套

7、管锥形套管伸缩套管伸缩套管折迭式折迭式（手风琴式）（手风琴式）人造革人造革螺旋式弹簧钢带螺旋式弹簧钢带p 防护罩的材料必须具有防护罩的材料必须具有防腐蚀防腐蚀及及耐油耐油的性能的性能312. 润滑 滚珠丝杠副也可用润滑剂来提高耐磨性及传动效率 润滑油 润滑油为一般机油或90180号透平油或140号主轴油。经过壳体上的油孔注入螺母的空间内 润滑脂 润滑脂可采用锂基油脂。润滑脂加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内 323233电机支承丝杠螺母伺服进给系统3434353536363737383839394040静压丝杠副原理螺纹面展开丝杠中心线4141AnZppF)(214242螺母；2、3、5、11

8、油孔；4螺母座；6活塞；7节流器；8丝杠；9、12油槽；10油腔进油孔安装油压表节流器回油槽4343分散阻尼节流集中阻尼节流4444454546464747静压蜗杆蜗轮条副传动机构蜗轮条蜗杆48484949505051515253535454二次侧一次侧检测系统5555二次侧一次侧旋转电动机示意图直线电动机示意图56 工作台床身直线电机5757二次侧一次侧二次侧一次侧短二次侧短一次侧585859596060616162626363偏心套齿轮齿轮6464齿轮齿轮垫片6565宽齿轮薄齿轮薄齿轮垫片66666767薄齿轮薄齿轮6868696970707171MJ50 型车床X轴进给传动系统刀架位置图

9、15 交流伺服电机12同步带9 后支承3 前支承6 滚珠丝杠21 刀架16 脉冲编码器7272MJ50型数控车床Z轴进给传动系统7 圆柱滚子轴承11 同步带1 脉冲编码器5 滚珠丝杠13 床身14 交流伺服电机7373MJ50型数控车床Z轴进给传动系统19 内锥环15 角接触球轴承20 外锥环74747575767677777878JCS018A型立式加工中心的进给传动系统主电动机刀库7979808081 二、对进给传动系统的要求（用户）二、对进给传动系统的要求（用户） 1. 1.有较高的工作精度有较高的工作精度 2.2.响应速度快响应速度快 3. 3.调速范围宽调速范围宽 4.4.稳定性好稳定性好 5. 5.可靠性高可靠性高 6.6.使用维修方便使用维修方便 7.7.设备寿命长设备寿命长82图7-13 滚珠丝杠螺母内滚道外滚道作用：作用：将回转运动转将回转运动转 换为直线运动换为直线运动83b)b) 一端固定一端浮动的支承形式一端固定一端浮动的支承形