机床数控技术及应用-4

6.3数控机床的进给传动机构6.3.1进给系统概述

数控机床进给系统承担了数控机床各直线坐标轴、回转坐标轴的定位和切削进给，直接影响整个机床的运行状态和精度指标。

数控机床按进给方式可分为液压进给伺服系统和电气进给伺服系统两类。由于伺服电动机和进给驱动装置的发展，目前绝大多数数控机床采用电气伺服进给系统。按反馈方式可分为闭环控制、半闭环控制和开环控制。半闭环控制在装配和调整时都比较方便，而且精度较高。通过对机械零件的选择，必要时再采取螺距误差补偿和反向间隙补偿的电气措施，可以满足一般精度数控机床的精度要求，所以目前大多数数控机床的进给系统都采用半闭环方式。

6.3.1进给系统概述数控机床进给系统的机电部件主要有伺服电动机及检测元件、联轴节、减速机构（齿轮副和皮带轮）、滚珠丝杠螺母副（或齿轮齿条副）、丝杠轴承、运动部件（工作台、主轴箱、滑座、横梁和立柱等）。由于滚珠丝杠、伺服电动机及其控制单元性能的提高，很多数控机床的进给系统中已去掉了减速机构，而直接用伺服电动机与滚珠丝杠联接，因而整个系统结构简单，减少了产生误差的环节。同时，由于转动惯量减小，使伺服特性有所改善。另外，进给系统中还有一个重要的环节就是导轨。虽然从表面上看导轨似乎与进给系统无密切关系，但实际上运动摩擦力及负载在进给系统中占有重要地位，因此导轨的性能对进给系统的影响是不容忽视的。6.3.1进给系统概述数控机床进给系统要求具有较高的定位系统还应具有良好的动态响应特性，既系统跟踪指令信号的响应要快，稳定性好。为了要确保数控机床进给系统的传动精度和工作稳定性，要求进给系统要达到无间隙、低摩擦、低惯量、高刚度、高谐振频率以及有适宜的阻尼比等。为了达到这些要求，数控机床的进给系统中主要采取如下措施：（1）尽量采用低摩擦的传动，如采用静压导轨、滚动导轨和滚珠丝杠等，以减少摩擦力。（2）选用最佳的传动比。这样既能提高机床的分辨率，又使工作台能更快跟踪指令，同时可减小系统折算到驱动轴上的转动惯量。6.3.1进给系统概述（3）缩短传动链，采用预紧的办法提高传动系统的刚度。如采用电动机直接驱动丝杠、应用预加负载的滚动导轨和滚动丝杠副、丝杠支承设计成两端轴向固定、采用预拉伸的结构等方法提高传动系统的刚度。（4）尽量消除传动误差，减少反向死区误差。如采用消除间隙的联轴器，采用有消除间隙措施的传动副等。6.3.2传动齿轮的消隙数控机床常用的调整齿侧间隙的方法有以下几种：1.圆柱齿轮传动（1）偏心调整法如右图所示，将相互啮合的一对齿轮中的一个装在电动机输出轴上，并将电动机1安装在偏心套2上，通过转动偏心套的转角，就可调节两啮合齿轮的中心距，从而消除圆柱齿轮正、反转时的齿侧间隙。这种方法的特点是结构简单，但其侧隙不能自动补偿。6.3.2传动齿轮的消隙（2）轴向垫片调整法如右图所示，齿轮1和齿轮2相啮合，其分度圆齿厚沿轴线方向略有锥度，这样就可以用垫片3使齿轮2沿轴向移动，从而消除两齿轮的齿侧间隙。装配时垫片3的轴向厚度应既使齿轮1和2之间的齿侧间隙小，又使运转灵活（3）双片齿轮错齿调整法

这种方法是将其中一个齿轮做成宽齿轮，另一个齿轮由两片薄齿轮组成。使一个薄齿轮的左齿侧和另一薄齿轮的右齿侧分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右两侧，以消除齿侧间隙，且反向时不会出现死区。6.3.2传动齿轮的消隙2.斜齿轮传动斜齿轮传动齿侧间隙的消除方法基本上与上述错齿调整法相同，也是用两个薄片齿轮和宽齿轮啮合，只是在两个薄片齿轮的中间用垫片隔开了一小段距离，以使螺旋线错开。改变垫片的厚度，可使薄片齿轮分别与宽齿轮齿槽的左、右侧面贴紧，从而达到消除齿侧间隙的目的。6.3.2传动齿轮的消隙3.齿轮齿条传动在大型数控机床中，工作台的行程很大，因此，它的进给运动不宜采用滚珠丝杠副来实现，而常采用齿轮齿条传动。驱动时可采用双齿轮错齿调整法，使齿轮分别与齿条齿槽左、右两侧面贴紧，从而消除齿侧间隙。6.3.3联轴器数控机床的进给驱动系统中，伺服电动机与滚珠丝杠联结，联结方式主要有三种：直联式、齿轮减速方式和齿形皮带方式。最常用的是直联式，通过挠性联轴节，把伺服电动机和滚珠丝杠联结起来。这种无键、无隙直联方式的联轴节已编入机床的零部件标准，称为膜片弹性联轴器。在数控机床的进给系统中，为了避免进给力过大而损坏机构部件，常采用安全联轴节。安全联轴节由联轴器和安全离合器组成。6.3.3联轴器

安全离合器的工作原理如图所示。正常情况下，运动由安全离合器传至下一轴。当出现过载，前轴的扭矩增大并超过允许值，通过安全离合器端面螺旋齿传递的扭矩也随之增加，致使端面螺旋齿处的轴向推力超过弹簧3的压力，将离合器右半部2推开。这时离合器的左半部1继续旋转，而右半部2不能带动，所以两者之间产生打滑现象，从而将传递断开，使传动机构不致因过载而破坏。当过载现象消失后，由于弹簧的弹力，安全离合器自动恢复到原来的正常状态。机床需用的最大进给力决定于弹簧的弹力，可通过调整螺母来调整弹簧的弹力。6.3.4丝丝杠杠螺螺母母副副滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副（1））滚滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副的的组组成成及及特特点点滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副是是一一种种新新型型的的螺螺旋旋传传动动机机构构，，在在具具有有螺螺旋旋槽槽的的丝丝杠杠与与螺螺母母之之间间装装有有中中间间传传动动元元件件————滚滚珠珠。。右右图图所所示示为为滚滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副机机构构的的组组成成。。它它由由丝丝杠杠3，，螺螺母母2，，滚滚珠珠4和和反反向向器器（（滚滚珠珠循循环环反反相相装装置置））1等等组组成成。。丝杠杠转转动动时时带带动动滚滚珠珠沿沿螺螺纹纹滚滚道道滚滚动动。。为为防防止止滚滚珠珠从从滚滚道道端端面面掉掉出出，，在在螺螺母母的的螺螺旋旋槽槽两两端端设设有有滚滚珠珠回回程程引引导导装装置置，，构构成成滚滚珠珠的的循循环环返返回回，，从从而而形形成成滚滚珠珠流流动动的的闭闭合合通通路路。。6.3.4丝丝杠杠螺螺母母副副滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副与与滑滑动动丝丝杠杠螺螺母母副副相相比比，，具具有有传传动动效效率率高高（（可可达达0.90～～0.96））、、摩摩擦擦系系数数小小（（0.002～～0.005））、、轴轴向向刚刚度度高高（（通通过过适适当当预预紧紧可可消消除除丝丝杠杠螺螺母母之之间间的的轴轴向向间间隙隙））、、运运动动平平稳稳、、传传动动精精度度高高、、不不易易磨磨损损、、使使用用寿寿命命长长等等优优点点。。但但由由于于滚滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副不不能能自自锁锁，，具具有有传传动动的的可可逆逆性性，，因因此此用用作作升升降降传传动动机机构构时时需需要要采采取取制制动动措措施施。。6.3.4丝丝杠杠螺母副副（2）滚滚珠丝杠杠螺母副副的参数数右图所示示为滚珠珠丝杠螺螺母副的的部分参参数。名义直径径d0：滚珠与与螺纹滚滚道在理理论接触触角状态态时，包包括滚珠珠球心的的圆柱直直径，它它是滚珠珠丝杠螺螺母副的的特征尺尺寸。导程L：：丝杠相相对于螺螺母旋转转2π弧弧度时，，螺母上上基准点点的轴向向位移。。接触角β：在螺螺纹滚道道法向剖剖面内，，滚珠球球心与滚滚道接触触点的连连线和螺螺纹轴线线的垂直直线间的的夹角，，理想接接触角等等于45°。6.3.4丝丝杠杠螺母副副此外还有有丝杠螺螺纹大径径d、丝丝杠螺纹纹小径d1、螺纹纹全长l、滚珠珠直径db、螺母螺螺纹大径径D、螺螺母螺纹纹小径D1、滚道圆圆弧偏心心距R等等参数。。导程的大大小是根根据机床床的加工工精度要要求确定定的。精精度要求求高时，，应将导导程取小小一些，，这样在在一定的的轴向力力作用下下，丝杠杠上的摩摩擦阻力力较小。。但为了了使滚珠珠丝杠具具有一定定的承载载能力，，滚珠直直径又不不能太小小。导程过小小势必使使滚珠直直径变小小，滚珠珠丝杠螺螺母副的的承载能能力亦随随之减小小。若丝丝杠副的的名义直直径不变变，导程程减小则则螺旋升升角也变变小，传传动效率率降低。。因此在在满足机机床加工工精度的的条件下下，导程程应尽可可能取得得大些。。名义直径径与承载载能力有有直接关关系，有有的资料料推荐滚滚珠丝杠杠螺母副副的名义义直径应应大于丝丝杠工作作长度的的1/30。数数控机床床常用进进给丝杠杠的名义义直径范范围为30～～80mm。6.3.4丝丝杠杠螺母副副（3）滚滚珠丝杠杠螺母副副的结构构和轴向向间隙的的调整法法滚珠丝丝杠螺螺母副副结构构的不不同主主要表表现在在螺纹纹滚道道型面面的形形状、、滚珠珠循环环方式式、轴轴向间间隙的的调整整和预预加负负载的的方法法等方方面。。螺纹滚滚道型型面的的形状状及其其主要要尺寸寸螺纹滚滚道型型面的的形状状有多多种，，但国国内只只有单单圆弧弧形面面和双双圆弧弧形面面两种种。在在下图图中，，滚珠珠与滚滚道型型面接接触点点处的的法线线与丝丝杠轴轴线的的垂直直线间间的夹夹角称称为接接触角角。6.3.4丝丝杠螺螺母副副图a所所示为为圆弧弧型面面的螺螺纹滚滚道，，通常常滚道道半径径稍大大于滚滚珠半半径。。对于于单圆圆弧形形面的的螺纹纹滚道道，接接触角角随轴轴向负负荷的的大小小而变变化。。接触触角增增大后后，传传动效效率、、轴向向刚度度以及及承载载能力力随之之增大大。图b所所示为为双圆圆弧形形面的的螺纹纹轨道道。偏偏心决决定后后接触触角不不变。。双圆圆弧交交接处处有一一小空空隙，，可容容纳一一些脏脏物，，这对对滚珠珠的流流动有有利。。为提提高传传动效效率和和承载载能力力以及及流动动畅通通，接接触角角应选选大些些。但但接触触角过过大，，使制制造较较困难难，因因此建建议取取接触触角为为45°。6.3.4丝丝杠螺螺母副副滚珠循循环方方式滚珠丝丝杠螺螺母副副的滚滚珠循循环可可分为为内循循环及及外循循环两两类。。下图所所示为为外循循环式式滚珠珠循环环。图图a为为螺旋旋槽式式，在在螺母母的外外圆2上铣铣有螺螺旋槽槽，螺螺母外外套1上后后形成成封闭闭的螺螺旋槽槽。在在螺母母2内内装上上挡珠珠器4，挡挡珠器器的舍舍部切切断螺螺旋滚滚道，，迫使使滚珠珠3离离开丝丝杠5而流流向螺螺旋槽槽的孔孔中，，完成成循环环。图b为为插管管式，，用弯弯管1代替替螺旋旋槽，，弯管管的两两端插插在与与螺纹纹滚道道相切切的两两个孔孔内，，用弯弯管的的端部部引导导滚珠珠进入入弯管管，完完成循循环。。图c为为端盖盖式，，在螺螺母1上加加工出出纵向向孔，，作为为滚珠珠的回回程通通道，，螺母母两端端的端端盖2上开开有滚滚珠的的回程程口，，滚珠珠由此此进入入回程程管，，形成成循环环。6.3.4丝丝杠螺螺母副副右图所所示为为内循循环滚滚珠丝丝杠副副。在在螺母母外侧侧的孔孔中装装有接接通相相邻滚滚道的的反向向器，，以迫迫使滚滚珠翻翻越丝丝杠的的齿顶顶后进进入相相邻滚滚道。。通常常一个个螺母母上装装3个个反相相器（（即采采用3列的的结构构），，这3个反反向器器彼此此沿螺螺母圆圆周相相互错错开120°，，其轴轴向间间隔为为螺距距。有有的内内循环环滚珠珠丝杠杠副装装有2个反反向器器（即即采用用双列列结构构），，反相相器相相互错错开180°。。6.3.4丝丝杠螺母副副滚珠丝杠副副轴向间隙隙的调整和和施加预紧紧力的方法法除了对滚珠珠丝杠副本本身单方向向的进给运运动精度有有要求外，，对其轴向向间隙也有有严格的要要求，以保保证反向传传动精度。。滚珠丝杠副副的轴向间间隙，是负负载在滚珠珠与滚道型型面接触点点的弹性变变形所引起起的螺母位位移量和螺螺母原有间间隙的总和和。因此要要完全消除除轴向间隙隙相当困难难。通常采采用双螺母母预紧的办办法，把弹弹性变形量量控制在最最小限度。。目前制造造的外循循环单螺螺母的轴轴向间隙隙达0.05mm，而而用双螺螺母加预预紧力调调整后，，基本上上能消除除轴向间间隙。6.3.4丝丝杠杠螺母副副利用双螺螺母加预预紧力消消除轴向向间隙时时，必须须注意：：1）通过过预紧力力产生预预拉变形形以减少少弹性变变形引起起的位移移时，该该预紧力力不能过过大，否否则会引引起驱动动力矩增增大，传传动效率率降低，，导致使使用寿命命缩短。。2）要特特别注意意减小丝丝杠安装装部分和和驱动部部分的间间隙。常常用的双双螺母消消除轴向向间隙的的结构形形式有垫垫片调隙隙式、螺螺纹调隙隙式和齿齿差调隙隙式等。。6.3.4丝丝杠杠螺母副副（4）滚滚珠丝杠杠螺母副副的精度度等级及及尺寸系系列根据JB3162.2—91滚珠丝丝杠螺母母副的精精度可分分为1，，2，3，4，，5，7，10等7个个等级，，最高级级为1级级，最低低级为10级。。而JB3162.2—82标准规规定滚珠珠丝杠螺螺母副的的精度可可分成C,D,E,F,G,H为6个等级级，最高高精度为为C级，，最低级级为H级级。国际标准准ISO规定滚滚珠丝杠杠螺母副副的公称称直径系系列为：：6，8，10，12，16，20，25，32，40，50，63，80，100，120，，125，160及200mm。导导程为1，2，，2.5，3，，4，5，6，，8，10，12，16，20，25，32，40mm。应尽尽量选用用2.5，5，，10，，20，，40mm。滚珠丝杠杠在数控控机床、、精密机机床上用用于开环环和半闭闭环进给给系统时时，可根根据定位位精度和和重复定定位精度度的要求求选用C，D，，E（1，2，，3）级级，一般般动力传传动可选选用F,G（4，5））级，全全闭环系系统可选选D,E,F（（2，3，4））级。6.3.4丝丝杠杠螺母副副（5）滚滚珠丝杠杠螺母副副的支承承与制动动支承方式式确定滚珠珠丝杠螺螺母副的的支承结结构时要要注意，，若螺母母座、丝丝杠的轴轴承及其其支架的的刚度不不足，将将严重地地影响滚滚珠丝杠杠副的传传动刚度度。因此此，螺母母座应有有加强筋筋，以减减少受力力后的变变形。螺螺母座与与床身的的接触面面积越大大，其联联接螺钉钉后的刚刚度也越越高。定定位销要要紧密配配合，不不能松动动。滚珠丝杠杠常用推推力轴承承支承，，以提高高轴向刚刚度（当当滚珠丝丝杠的轴轴向负载载很小时时，也可可用深沟沟球轴承承支承））。6.3.4丝丝杠螺螺母副副滚珠丝丝杠的的支承承方式式有以以下几几种：：a）一一端装装推力力轴承承（图图a））。这这种安安装方方式适适用于于短丝丝杠，，它的的承载载能力力小、、轴向向刚度度低，，一般般用于于数控控机床床的调调节环环节和和升降降台式式数控控铣床床的立立向（（垂直直）坐坐标轴轴。b）一一端装装推力力轴承承，另另一端端装深深沟球球轴承承（图图b））。当当滚珠珠丝杠杠较长长时，，一端端装推推力轴轴承固固定，，另一一自由由端装装深沟沟球轴轴承。。c）两两端装装推力力轴承承（图图c））。把把推力力轴承承装在在滚珠珠丝杠杠的两两端，，并施施加预预紧拉拉力，，这样样有助助于提提高刚刚度。。这种种安装装方式式对丝丝杠的的热变变性较较为敏敏感。。d）两两端装装推力力轴承承及深深沟球球轴承承（图图d））。为为使丝丝杠具具有最最大刚刚度，，丝杠杠两端端可采采用双双重支支承，，装上上推力力轴承承加深深沟球球轴承承，并并施加加预紧紧拉力力。这这种结结构方方式可可使丝丝杠的的温度度变形形转化化为推推力轴轴承的的预紧紧力，，但设设计时时要求求提高高推力力轴承承的承承载能能力和和支架架的刚刚度。。6.3.4丝丝杠杠螺螺母母副副制动动装装置置右图图所所示示为为数数控控卧卧式式铣铣镗镗床床主主轴轴向向进进给给丝丝杠杠的的制制动动装装置置示示意意图图。。机机床床工工作作时时电电磁磁铁铁线线圈圈通通电电，，吸吸住住压压簧簧，，使使摩摩擦擦离离合合器器打打开开。。电电动动机机经经减减速速齿齿轮轮传传动动，，带带动动滚滚珠珠丝丝杠杠副副使使主主轴轴箱箱沿沿立立向向（（垂垂直直））移移动动。。当当电电动动机机停停止止转转动动时时，，电电磁磁铁铁线线圈圈同同时时断断电电，，在在弹弹簧簧作作用用下下摩摩擦擦离离合合器器压压紧紧，，使使得得滚滚珠珠丝丝杠杠不不能能自自由由转转动动，，主主轴轴箱箱就就不不会会因因自自重重而而下下降降。。6.3.4丝丝杠杠螺螺母母副副（6））滚滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副的的密密封封于于润润滑滑滚珠珠丝丝杠杠副副可可用用防防尘尘密密封封圈圈和和防防护护套套密密封封，，防防止止灰灰尘尘及及杂杂质质进进入入滚滚珠珠丝丝杠杠副副。。密密封封圈圈有有解解除除式式和和非非解解除除式式两两种种，，装装在在滚滚珠珠螺螺母母的的两两端端。。非非接接触触式式密密封封圈圈通通常常由由聚聚氯氯乙乙烯烯等等塑塑料料制制成成。。接接触触式式密密封封圈圈用用具具有有弹弹性性的的耐耐油油橡橡胶胶和和尼尼龙龙等等材材料料制制成成，，因因此此会会产产生生接接触触压压力力和和一一定定的的摩摩擦擦力力矩矩，，但但其其防防尘尘效效果果较较好好。。防护套可可防止尘尘土及杂杂质进入入滚珠丝丝杠，影影响其传传动精度度。防护护罩的形形式有折折叠式密密封套、、伸缩管管套和伸伸缩挡板板等，它它的材料料有耐油油塑料、、人造革革等。润润滑使用用润滑剂剂，以提提高耐磨磨性及传传动效率率，从而而维持传传动精度度，延长长使用寿寿命。常用润滑滑剂有润润滑油和和润滑脂脂两类。。润滑脂脂一般在在安装过过程中放放进滚珠珠螺母的的滚道内内，为定定期润滑滑。使用用润滑油油时应注注意要经经常通过过注油孔孔注油。。6.3.4丝丝杠杠螺母副副（7）滚滚珠丝杠杠螺母副副的选择择方法滚珠丝杠杠螺母副副结构的的选择可根据防防尘、防防护条件件以及对对调隙及及预紧的的要求选选择适当当的结构构形式。。例如：：允许间间隙存在在（如垂垂直运动动）时，，可选用用具有单单圆弧型型螺纹滚滚道的单单螺母滚滚珠丝杠杠副；如如果必须须有预紧紧，并在在使用过过程中因因磨损而而需要定定期调整整时，应应采用双双螺母螺螺纹预紧紧和齿差差预紧式式结构；；当具备备良好的的防尘条条件，只只需在装装配时调调整间隙隙及预紧紧力时，，可采用用结构简简单的双双螺母垫垫片调整整预紧式式结构。。6.3.4丝丝杠杠螺母副副滚珠丝杠杠螺母副副结构尺尺寸的选选择选用滚珠珠丝杠螺螺母副时时主要选选择丝杠杠的公称称直径和和基本导导程。公公称直径径应根据据轴向最最大载荷荷，按滚滚珠丝杠杠副的尺尺寸系列列选择。。在允许许的情况况下螺纹纹长度要要尽量短短。基本本导程（（或螺距距）应按按承载能能力、传传动精度度及传动动速度选选取。当当要求传传动速度度快时，，可选用用大导程程滚珠丝丝杠副。。6.3.4丝丝杠杠螺母副副滚珠丝杠杠螺母副副的选择择步骤在选用滚滚珠丝杠杠螺母副副时，必必须知道道实际的的工作条条件，包包括最大大工作载载荷（或或平均工工作载荷荷）、最最大载荷荷作用下下的使用用寿命、、丝杠的的工作长长度（或或螺母的的有效行行程）、、丝杠的的转速（（或平均均转速））、滚道道的硬度度及丝杠杠的工况况等，然然后按下下列步骤骤进行选选择。a.承载载能力选选择；b.压杆杆稳定性性核算；；c.对于于低速运运转的丝丝杠，无无需计算算最大动动载荷值值，而只只考虑最最大静载载荷是否否充分大大于最大大工作载载荷；d.刚度度的验算算。另外，滚滚珠丝杠杠在轴向向力的作作用下将将伸长或或缩短，，在扭矩矩的作用用下将产产生扭转转而影响响丝杠导导程的变变化，从从而影响响传动精精度及定定位精度度，故应应验算满满载时的的预紧量量。以上上过程的的公式可可查阅有有关设计计手册。。6.3.5导轨导轨用来支支撑和引导导运动部件件沿着直线线或圆周方方向准确运运动。与支支承件连成成一体固定定不动的导导轨称为支支承导轨，，与运动部部件连成一一体的导轨轨称为动导导轨。导轨轨的精度和和性能对数数控机床的的加工精度度、承载能能力、使用用寿命影响响很大，同同时对伺服服系统的影影响也有很很大的影响响。6.3.5导轨1.导轨的的类型和要要求（1）导轨轨的类型按运动部件件的运动轨轨迹导轨可可分为直线线运动导轨轨和圆周运运动导轨。。按导轨结合合面的摩擦擦性质可分分为滑动导导轨、滚动动导轨和静静压导轨。。滑动导轨又又可分为普普通滑动导导轨和塑料料滑动导轨轨。前者是是金属与金金属相摩擦擦，摩擦系系数大，而而且动、静静摩擦系数数差大，一一般在普通通机床上使使用。后者者简称塑料料导轨，是是塑料与金金属相摩擦擦，导轨的的滑动性能能好，在数数控机床上上广泛采用用。而静压导轨轨根据介质质的不同又又可分为液液压导轨和和气压导轨轨。6.3.5导轨（2）导轨轨的要求高的导向精精度。导向向精度保证证部件运动动轨迹的准准确性。导导向精度受受导轨的结结构形状、、组合方式式、制造精精度和导轨轨间隙的调调整等因素素的影响。。良好的耐磨磨性。耐磨磨性好可使使导轨的导导向精度得得以长久保保持。耐磨磨性一般受受导轨副的的材料、硬硬度、润滑滑和载荷的的影响。足够的刚度度。在载荷荷的作用下下，导轨的的刚度高则则保持形状状不变的能能力好。刚刚度受导轨轨结构和尺尺寸的影响响。具有低速运运动的平稳稳性。运动动部件在导导轨上低速速移动时，，不应发生生“爬行””的现象。。造成“爬爬行”的主主要因素有有摩擦的性性质、润滑滑条件和传传动系统的的刚度等。。6.3.5导轨2.滑动导导轨（1）滑动动导轨的结结构如下图所示示，滑动导导轨的常见见截面形状状有矩形、、三角形、、燕尾槽形形和圆柱形形。矩形导轨（（图a）承承载能力大大，制造简简单，水平平方向和垂垂直方向上上的位置精精度互不相相关。侧面面间隙不能能自动补偿偿，必须设设置间隙调调整机构。。三角形导导轨（图b）的三角角形截面有有两个导向向面，同时时控制垂直直方向和水水平方向的的导向精度度。这种导轨在在载荷的作作用下能自自行补偿而而消除间隙隙，导向精精度较其他他导轨高。。燕尾槽导导轨（图c）的高度度值最小，，能承受颠颠覆力矩，，摩擦阻力力也较大。。圆柱形导导轨（图d）制造容容易，磨损损后调整间间隙较困难难。6.3.5导轨以上截面形形状的导轨轨有凸轮和和凹形两类类。凹形导导轨容易存存油，但也也容易积存存切屑和尘尘粒，因此此适用于防防护良好的的环境。凸凸形导轨需需要良好的的润滑条件件。直线运动导导轨一般由由两条导轨轨组成，不不同的组合合形式可满满足各类机机床的工作作要求。数数控机床上上滑动导轨轨的形状主主要有三角角形－矩形形式和矩形形－矩形式式，只有少少部分结构构采用燕尾尾式。矩形形－矩形导导轨用侧边边导向，当当采用一条条导轨的两两侧边导向向时称为窄窄式导向，，若分别用用两条导轨轨的两个侧侧边导向则则称为宽式式导向。窄窄式导向制制造容易，，受热变形形影响小。。6.3.5导轨（2）滑动动导轨的材材料导轨材料主主要有：铸铸铁、钢、、塑料、有有色金属。。应根据机机床的性能能和成本的的要求，合合理选择导导轨材料及及热处理方方式，降低低摩擦系数数，提高导导轨的耐磨磨性。a.铸铸铁材材料。。机床床上常常用的的导轨轨材料料是铸铸铁材材料，，常用用的铸铸铁材材料为为HT200和和HT300。。为了了提高高耐磨磨性，，有时时也用用孕育育铸铁铁、高高磷铸铸铁及及合金金铸铁铁。b.镶镶钢导导轨材材料。。镶钢钢导轨轨也是是机床床导轨轨的常常用形形式之之一。。镶钢钢导轨轨的硬硬度高高，耐耐磨性性好。。但其其制造造工艺艺复杂杂，安安装时时间长长（尤尤其是是分段段接长长时）），成成本较较高，，且总总体刚刚度不不如整整体铸铸铁导导轨好好。为为了发发挥整整体铸铸铁导导轨和和镶钢钢导轨轨的优优点，，避免免它们们的确确定，，进来来出现现了把把型钢钢与床床身本本体铸铸成一一体的的导轨轨形式式。6.3.5导导轨c.塑塑料导导轨材材料。。塑料料导轨轨是在在动导导轨上上涂上上或贴贴上一一层塑塑料材材料，，使导导轨的的摩擦擦系数数降低低。这这种导导轨动动静摩摩擦系系数接接近，，耐磨磨性及及吸振振性好好。塑塑料导导轨的的材料料可分分为贴贴塑材材料和和涂塑塑材料料两种种。塑料导轨轨在机床床上的应应用形式式如下图图所示6.3.5导导轨（3）滑滑动导轨轨的间隙隙调整为保证机机床导轨轨的正常常工作，，导轨的的滑动表表面之间间应保持持适当的的间隙。。间隙过过小，会会增加摩摩擦阻力力，间隙隙过大又又会降低低导向精精度，引引起加工工质量等等问题。。在垂直方方向调整整间隙时时，一般般都通过过下压板板来调整整它的底底面间隙隙。导轨侧向向间隙的的调整常常采用平平镶条和和斜镶条条两种方方法。平平镶条比比斜镶条条容易制制造，但但间隙调调整比较较麻烦。。一般采采用侧面面螺钉调调节平镶镶条的侧侧面间隙隙，很难难达到各各点的间间隙完全全一致，，且平镶镶条上各各处的受受力不同同。斜镶条又又称锲铁铁，制造造要比平平镶条困困难，但但它使用用可靠，，调整方方便，所所以应用用较为广广泛。6.3.5导导轨3.滚动动导轨滚动导轨轨的摩擦擦系数小小，而且且动、静静摩擦系系数相近近，磨损损小，润润滑容易易。因此此它的低低速运动动平稳性性好，移移动精度度低和定定位精度度高。但但滚动导导轨的抗抗振性比比滑动导导轨差，，结构复复杂，对对脏物也也较为敏敏感，并并需要良良好的防防护。数数控机床床常用的的滚动导导轨有滚滚动导轨轨块和直直线滚动动导轨两两种。6.3.5导导轨（1）滚滚动导轨轨块这是一种种滚动体体作循环环运动的的滚动导导轨，移移动部件件运动时时，滚动动体沿封封闭轨道道作循环环运动。。滚动体体为滚珠珠或滚柱柱。数控控机床上上采用的的滚柱式式滚动导导轨块如如下图所所示，它它多用于于中等负负荷的导导轨。滚滚动导轨轨块由专专业厂家家生产，，有各种种规格、、形式供供用户选选用。使使用时导导轨块装装在运动动部件上上，导轨轨块的数数目取决决于导轨轨的长度度和负载载的大小小（每一一导轨应应至少用用两块或或更多块块）。与与这种滚滚动导轨轨相对的的导轨多多用镶钢钢淬火导导轨。6.3.5导导轨轨（2））直直线线滚滚动动导导轨轨直线线滚滚动动导导轨轨又又称称单单元元直直线线滚滚动动导导轨轨，，由由专专业业生生产产厂厂家家生生产产。。直直线线滚滚动动导导轨轨除除导导向向外外还还能能承承受受颠颠覆覆力力矩矩，，它它具具有有制制造造精精度度高高，，可可高高速速运运行行，，并并能能长长时时间间保保持持高高精精度度的的优优点点。。另另外外，，通通过过预预加加负负载载可可提提高高刚刚性性，，且且具具有有自自调调的的能能力力，，安安装装基基面面的的许许用用误误差差大大。。直直线线滚滚动动导导轨轨的的外外形形和和结结构构如如下下图图所所示示。。6.3.5导导轨轨直线线滚滚动动导导轨轨主主要要由由：：导导轨轨体体、、滑滑块块、、滚滚珠珠、、保保持持架架、、端端盖盖等等组组成成。。导导轨轨体体固固定定在在不不动动部部件件上上，，滑滑块块固固定定在在运运动动部部件件上上。。当当滑滑块块沿沿导导轨轨体体移移动动时时，，滚滚珠珠在在导导轨轨体体和和滑滑块块之之间间的的圆圆弧弧直直槽槽内内滚滚动动，，并并通通过过端端盖盖内内的的滚滚道道从从工工作作负负荷荷区区运运动动到到非非工工作作负负荷荷区区，，然然后后再再滚滚动动回回到到工工作作负负荷荷区区。。这这样样不不断断循循环环，，把把滚滚动动体体和和滑滑块块之之间间的的移移动动变变成成滚滚珠珠的的滚滚动动。。为防止灰尘尘和脏物进进入导轨滚滚道，滑块块两端及下下部均由塑塑料密封垫垫。滑块上上还有润滑滑油注油杯杯，只要定定期将锂基基润滑脂放放入润滑油油注油杯即即可实现润润滑。6.3.5导轨4.液压导导轨机床上的液液压导轨主主要是静压压导轨。静静压导轨通通常在两个个相对运动动的导轨面面通入压力力油，使运运动件浮起起。在工作作过程中，，导轨面上上油腔中的的油压能随随外加负载载的变化自自动调节，，保证导轨轨面间始终终处于纯液液体摩擦状状态。所以以静压导轨轨的摩擦系系数极小，，功率消耗耗少。这种导轨不不会磨损，，因而导轨轨的精度保保持性好，，寿命长。。它的油膜膜厚度几乎乎不受速度度的影响，，油膜承载载能力大、、刚性高、、吸振性良良好。这种种导轨的运运行很平稳稳，既无爬爬行也不会会产生振动动。但静压压导轨结构构复杂，并并需要有一一套过滤效效果良好的的液压装置置，制造成成本较高。。目前静压压导轨一般般应用在大大型、重型型数控机床床上。静压导轨按按导轨的形形式可分为为：开式和和闭式两种种，数控机机床上常采采用闭式静静压导轨。。静压导轨轨按供油方方式又可分分为恒压供供油和恒流流供油两种种。6.3.5导轨5.导轨的的润滑和保保护导轨润滑的的目的是减减少摩擦阻阻力和摩擦擦磨损，避避免低速爬爬行，降低低高速时的的温升。导导轨常用的的润滑剂有有润滑油和和润滑脂，，前者用于于滑动导轨轨，而滚动动导轨则两两者均采用用。为了防止切切屑、磨粒粒或冷却液液散落在导导轨面上，，引起磨损损加快、擦擦伤和锈蚀蚀，导轨面面上应有可可靠的防护护装置。常常用的防护护装置有刮刮板式、卷卷帘式和叠叠层式防护护套，它们们大多用于于长导轨机机床，如龙龙门刨床、、导轨磨床床等。另外外还有手风风琴式的伸伸缩式防护护罩等。这这些装置结结构简单，，由专门厂厂家制造。。6.3.6工作作台工作台是数数控机床伺伺服进给系系统中的执执行部件。。立式数控控铣床和卧卧式数控机机床工作台台的结构形形式各不相相同。立式式机床工作作台不作分分度运动，，其形状一一般为长方方形。卧式式机床工作作台的台面面形状通常常为正方形形。由于这这种工作台台经常要作作分度运动动或回转运运动，而且且它的回转转、分度运运动驱动机机构一般装装在工作台台里，所以以也称为分分度工作台台或回转工工作台。不论论是是卧卧式式还还是是立立式式数数控控机机床床，，根根据据工工件件加加工工工工艺艺的的需需要要，，在在工工作作台台上上还还可可增增设设独独立立的的分分度度工工作作台台（（也也称称为为分分度度头头））。。分分度度工工作作台台多多数数采采用用多多齿齿盘盘分分度度方方式式，，也也可可采采用用蜗蜗轮轮副副分分度度方方式式，，以以实实现现任任意意角角度度的的分分度度和和切切削削过过程程中中的的连连续续回回转转运运动动。。6.3.6工工作作台1.分分度工工作台台右图所所示为为卧式式加工工中心心多齿