数控机床的机械结构与传动概述.ppt

? 数控机床的进给传动系统 数控机床的主传动系统 数控机床的典型机械结构 概述 第二章 数控机床的机械结构与传动 第一页，共三十一页。 ? 第二章 数控机床的机械结构与传动 为了简化机械传动结构、缩短传动链，数控机床多采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统 为了适应连续的自动化加工和提高生产效率，数控机床机械结构具有较高的静、动态刚度和阻尼精度，以及较高的耐磨性，而且热变形小 第一节 概述 1.1 数控机床机械结构的特点 第二页，共三十一页。 ? 为了改善劳动条件、改善操作性能、提高劳动生产率，数控机床采用多主轴、多刀架结构，刀具与工件的自动夹紧装置，自动换刀装置，自动排屑装置及自动润滑冷却装置等 为了保证机床精度的稳定性、获得可靠的加工质量，数控机床多采取减小热变形的措施 为了减小摩擦、消除传动间隙和获得高加工精度，数控机床更多地采用高效传动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料导轨、滚动导轨、静压导轨等 第三页，共三十一页。 ? 第一节 概述 1.2 数控机床对机械结构的基本要求 第二章 数控机床的机械结构与传动 1）较高的机床静、动刚度及良好的抗振性 ； 2）减小机床的热变形 ； 3）减少运动件间的摩擦和消除传动间隙 ； 4）提高机床的寿命和精度保持性 ； 5）操作方便安全可靠 。 第四页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 2.1 滚珠丝杠螺母结构 滚珠丝杠螺母副是机床上常用的将旋转运动转换为直线运动的传动机构。 1—螺母； 2—滚珠； 3—丝杠； a—滚珠出口； b—滚珠回路通道； c—滚珠入口 图2-1 滚珠丝杠螺母副的结构原理 滚珠丝杠螺母副的工作原理 第二章 数控机床的机械结构与传动 第五页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环 按滚珠在滚道 内的循环方式分 滚珠在循环过程中始终与丝杠保持接触的称为内循环 滚珠丝杠螺母副的循环方式 第二章 数控机床的机械结构与传动 2.1 滚珠丝杠螺母结构 第六页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠丝杠螺母副的循环方式 外循环 这种结构是在螺母体上轴向相隔数个导程处钻两个孔与螺旋槽相切，作为滚珠的进口与出口，再在螺母的外表面上铣出回珠槽并沟通两孔。另外在螺母内进口、出口处各装一挡珠器，并在螺母外表面装一套筒，这样构成封闭的循环滚道。 图2-2 外循环方式示意图 第二章 数控机床的机械结构与传动 2.1 滚珠丝杠螺母结构 第七页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠丝杠螺母副的循环方式 内循环 内循环均采用反向器实现滚珠循环，反向器有两种形式。图2-3（a）所示为圆柱凸键反向器，反向器的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽2。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的凸键1定位，以保证对准螺纹滚道方向。图2-3（b）所示为扁圆镶块反向器，反向器为一半圆头平键形镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽3，用镶块的外廓定位 。 图2-3 两种形式的内循环方式示意图 第二章 数控机床的机械结构与传动 2.1 滚珠丝杠螺母结构 第八页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠丝杠螺母副的选用 滚珠丝杠螺母副的选择包括其精度、尺寸规格、支撑方式等几个方面。 根据机床精度选用丝杠副的精度，根据机床载荷来选定丝杠直径，对细长而又承受轴向压缩载荷的滚珠丝杠，需核算压杆稳定性；对转速高，支撑距离大的滚珠丝杠副需校核临界转速；对精度要求高的滚珠丝杠需校核刚度。 1）精度等级的选择； 2）结构尺寸的选择； 3）验算。 第二章 数控机床的机械结构与传动 2.1 滚珠丝杠螺母结构 第九页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠丝杠的支撑形式 为了提高螺母支撑的轴向刚度，选择适当的滚动轴承及其支撑方式是十分重要的。常用的支撑方式有下列几种，如图2-4所示。 图2-4 常用的几种支撑方式 第二章 数控机床的机械结构与传动 2.1 滚珠丝杠螺母结构 第十页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠丝杠的制动 滚珠丝杠螺母副传动效率很高，但不能自锁，用在垂直传动或水平放置的高速大惯量传动中，必须装有制动装置。常用的制动方法有超越离合器、电磁摩擦离合器或使用具有制动装置的伺服驱动电动机。 第二章 数控机床的机械结构与传动 2.1 滚珠丝杠螺母结构 第十一页，共三十一页。 ? 第二节 数控机床的典型机械结构 滚珠丝杠螺母副的轴向间隙消除和预紧 滚珠丝杠副对轴向间隙有严格的要求，以