數(shù)控機(jī)床第二單元第34章ppt課件

1、目目 錄錄第三章 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng) 第四章 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 第五章 數(shù)控機(jī)床導(dǎo)軌與任務(wù)臺(tái) 第六章 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀安裝 第七章 刀具交換安裝 第八章 典型數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造與控制 第九章 數(shù)控機(jī)床的液壓與氣壓系統(tǒng) 第三章第三章 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)v第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)機(jī)械根底知識(shí)v第二節(jié)第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)v第三節(jié)第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)類型數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)類型v第四節(jié)第四節(jié) 主軸部件主軸部件v第五節(jié)第五節(jié) 主軸組件的光滑與密封主軸組件的光滑與密封第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)機(jī)械根底知識(shí) v一、齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng) v齒輪傳動(dòng)是機(jī)械

2、傳動(dòng)中最主要的一類傳動(dòng)，方式很多，運(yùn)用廣泛，最常用的是漸開線齒輪傳動(dòng)。與其它傳動(dòng)相比，齒輪傳動(dòng)有以下特點(diǎn)：v1 兩輪瞬時(shí)傳動(dòng)比(角速度之比)恒定。v2 適用的圓周速度和傳動(dòng)功率范圍較大。v3傳動(dòng)效率較高、壽命較長(zhǎng)。v4能實(shí)現(xiàn)平行、相交、交錯(cuò)軸間傳動(dòng)。v與其他傳動(dòng)相比，有以下缺陷：v1制造和安裝精度要求較高，本錢較高。v2不適用于間隔較遠(yuǎn)的傳動(dòng)。v3為了保證光滑良好，齒輪的嚙合齒之間在設(shè)計(jì)上要保證有一定的側(cè)隙，這對(duì)傳動(dòng)精度有一定的影響，尤其是運(yùn)用于類似數(shù)控機(jī)床等高精度設(shè)備上，要采取必要的消除側(cè)隙的手段。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)機(jī)械根底知識(shí)圖3-1傳動(dòng)帶類

3、型a) 平帶 b) V帶 c) 多楔帶 d) 圓帶a)b)c)d)第一節(jié)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)機(jī)械根底知識(shí)圖3-2 嚙合型帶傳動(dòng)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v二、軸的類型、資料及運(yùn)用v軸是組成機(jī)器的重要零件之一。根據(jù)軸在任務(wù)時(shí)所受載荷的不同，軸可分為：v1 心軸 只接受彎矩作用而不接受轉(zhuǎn)矩作用的軸。按其能否與軸上零件一同轉(zhuǎn)動(dòng)可分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸(圖3-3 a)和固定心軸(圖3-3 b)兩種。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖3-3 心軸a)轉(zhuǎn)動(dòng)心軸 b)固定心軸a)b)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v2 轉(zhuǎn)軸 既接受彎矩作用又接受轉(zhuǎn)矩作用的軸，如齒輪減速器中的軸(圖3-4)。v3 傳動(dòng)軸 主

4、要接受轉(zhuǎn)矩作用而不受彎矩作用或只接受很小彎矩的軸圖3-5。軸按其軸線外形的不同又可分為直軸(圖3-6)、曲軸(圖3-7)和撓性鋼絲軸(圖3-8)。直軸運(yùn)用較廣，按其外形不同又可分為光軸(圖3-6a)和階梯軸(圖3-6b)。為了提高軸的剛度或減輕分量，有時(shí)將軸制成空心軸(圖3-6c)。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖3-4 轉(zhuǎn)軸第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖3-5 傳動(dòng)軸圖3-6 直軸圖3-7 曲軸圖3-8 撓性鋼絲軸第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v三、聯(lián)軸器、離合器及制動(dòng)器的主要類型、特點(diǎn)及運(yùn)用v聯(lián)軸器和離合器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它們主要用來(lái)聯(lián)接軸與軸(有時(shí)也聯(lián)接軸與其它回轉(zhuǎn)零

5、件)，以傳送運(yùn)動(dòng)與扭矩；有時(shí)也可用作平安安裝。聯(lián)軸器和離合器的區(qū)別是：聯(lián)軸器的裝配要在機(jī)器停頓運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)展；離合器那么可以在機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)展分別或結(jié)合。制動(dòng)器是用來(lái)迫使機(jī)器迅速停頓運(yùn)轉(zhuǎn)或降低機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度的機(jī)械安裝。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v聯(lián)軸器的類型很多，根據(jù)內(nèi)部能否含有彈性元件，可以劃分為剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器兩大類。彈性聯(lián)軸器含有彈性元件，可以緩沖減振，也可以在不同程度上補(bǔ)償兩軸間的偏移；剛性聯(lián)軸器根據(jù)其構(gòu)造特點(diǎn)可分為固定式和可挪動(dòng)式兩類?？膳矂?dòng)式剛性聯(lián)軸器對(duì)兩軸間的偏移量具有一定的補(bǔ)償才干。如圖3-9所示為凸緣聯(lián)軸器，屬于固定式剛性聯(lián)軸器；如圖3-

6、10所示為滑塊聯(lián)軸器，屬于可移式剛性聯(lián)軸器；如圖3-11所示為彈性柱銷聯(lián)軸器，屬于彈性聯(lián)軸器。第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖3-9 凸緣聯(lián)軸器圖3-10 滑塊聯(lián)軸器圖3-11 彈性柱銷聯(lián)軸器第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v離合器根據(jù)其任務(wù)原理的不同可分為牙嵌式和摩擦式兩類；按控制離合的方法不同又可分為支配式和自動(dòng)式兩類。牙嵌離合器構(gòu)造簡(jiǎn)單，尺寸小，任務(wù)時(shí)無(wú)滑動(dòng)，并能傳送較大的轉(zhuǎn)矩，故運(yùn)用較多；其缺陷是運(yùn)轉(zhuǎn)中接合時(shí)有沖擊和噪聲，必需在兩軸轉(zhuǎn)速差很小或停車時(shí)進(jìn)展接合或分別，如圖3-12所示。摩擦離合器可分為單盤式、多盤式和圓錐式三類。單盤式離合器構(gòu)造簡(jiǎn)單，但傳送的轉(zhuǎn)矩較小。多盤式離合器的優(yōu)點(diǎn)是徑向尺寸小而承載才干大

7、，聯(lián)接平穩(wěn)，因此適用的載荷范圍大，運(yùn)用較廣。其缺陷是盤數(shù)多，構(gòu)造復(fù)雜，離合動(dòng)作緩慢，發(fā)熱、磨損較嚴(yán)重，如圖3-13 。第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖3-13 多盤式摩擦離合器1自動(dòng)軸 2自動(dòng)軸套筒 3從動(dòng)軸 4從動(dòng)軸套筒 5外摩擦片6內(nèi)摩擦片 7支配環(huán) 8杠桿 9彈簧篇 10調(diào)理螺母圖312 牙嵌離合器1、2半離合器 3支配環(huán)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v四、平鍵、花鍵、新型聯(lián)接構(gòu)造的特點(diǎn)和運(yùn)用v平鍵聯(lián)接對(duì)中性好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、拆裝方便，運(yùn)用最廣。按用途可分為普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵。v花鍵聯(lián)接是由周向均布多個(gè)鍵齒的花鍵軸和多個(gè)鍵槽的花鍵轂構(gòu)成的聯(lián)接。任務(wù)時(shí)靠鍵齒的側(cè)面相互擠壓傳送轉(zhuǎn)矩。花鍵聯(lián)接的優(yōu)點(diǎn)是：鍵齒多，

8、承載才干強(qiáng)；軸上零件和軸的對(duì)中性好；導(dǎo)向性好；鍵槽較淺，齒根應(yīng)力集中小，對(duì)軸和轂的強(qiáng)度減弱也小。缺陷是本錢高、加工精度要求高。故適用于定心精度要求較高和載荷較大的場(chǎng)所。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)v數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床比較，其主傳動(dòng)系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：v1主軸轉(zhuǎn)速高，變速范圍廣，并可無(wú)級(jí)變速v為了獲得高的消費(fèi)率和好的外表質(zhì)量，數(shù)控機(jī)床必需具有更高的轉(zhuǎn)速和更寬的變速范圍，使加工時(shí)能合理選用切削用量。由于數(shù)控機(jī)床的變速是按照控制指令自動(dòng)進(jìn)展的，因此主軸要求無(wú)級(jí)變速，并能迅速可靠地自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，使切削過(guò)程一直處于最正確形狀。v2主軸傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低，精度高v數(shù)控機(jī)

9、床的加工精度與主傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度親密相關(guān)。為此，應(yīng)提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，齒輪齒面應(yīng)進(jìn)展高頻淬火添加耐磨性；最后一級(jí)采用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)；采用高精度軸承及合理的支承跨距等，以提高主軸組件的剛度。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)v3具有良好的抗振性和熱穩(wěn)定性v數(shù)控機(jī)床普通要同時(shí)承當(dāng)粗加工和精加工義務(wù)，加工時(shí)能夠由于斷續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自激振動(dòng)等緣由，呵斥主軸振動(dòng)，影響加工精度和外表質(zhì)量。因此在主傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要零部件不但要具有一定的靜剛度，而且要求具有良好的抗振性。此外，在切削加工過(guò)程中，主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱往往使零

10、部件產(chǎn)生熱變形，破壞零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)精度，呵斥加工誤差。為此，要求主軸部件具有較高的熱穩(wěn)定性，通常要求堅(jiān)持適宜的配合間隙，并采用循環(huán)光滑等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。v4能實(shí)現(xiàn)刀具的快速和自動(dòng)裝卸v在自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床中，主軸應(yīng)能準(zhǔn)確地停在某一固定位置上，以便在該處進(jìn)展換刀等動(dòng)作，這就要求主軸實(shí)現(xiàn)定向控制。此外，為實(shí)現(xiàn)主軸快速自動(dòng)換刀功能，必需設(shè)計(jì)有刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)類型1帶有變速齒輪的主傳動(dòng)這種類型如圖3-14a所示，主要適用于大、中型數(shù)控機(jī)床。它是經(jīng)過(guò)二級(jí)以上齒輪副實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速，其優(yōu)點(diǎn)是可以確保低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩，滿足主軸輸出轉(zhuǎn)矩特性的要求，而且變速范圍廣。但構(gòu)造復(fù)雜

11、，需添加光滑和溫度冷卻系統(tǒng)，本錢較高。齒輪變速方式有：電液控制撥叉方式和電磁離合器方式，在一些簡(jiǎn)易或教學(xué)型數(shù)控機(jī)床中采用手動(dòng)換擋方式。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)類型v2經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)的主傳動(dòng)v這種類型如圖3-14b所示，主要運(yùn)用在小型數(shù)控機(jī)床上。它經(jīng)過(guò)一級(jí)帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)變速，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試方便。但變速范圍受電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍的限制，只能適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸。帶傳動(dòng)變速中，常用的帶類型有V帶、平帶、多楔帶和齒形帶。同步齒形帶傳動(dòng)是一種綜合了帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型傳動(dòng)，可使主、從動(dòng)帶輪作無(wú)相對(duì)滑動(dòng)的同步傳動(dòng)。v3由調(diào)速電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的主傳動(dòng)v這種主傳動(dòng)

12、系統(tǒng)如圖3-14c所示，采用無(wú)級(jí)調(diào)速的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，因此大大簡(jiǎn)化了主軸箱體和主軸的構(gòu)造，有效地提高了主軸部件的剛度。但主軸輸出轉(zhuǎn)矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸的精度影響較大。v近年來(lái)出現(xiàn)的一種新式內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸，將主軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子合為一體。其優(yōu)點(diǎn)是主軸組件構(gòu)造緊湊、質(zhì)量輕、慣性小，可提高起動(dòng)、停頓的呼應(yīng)特性，有利于控制振動(dòng)和噪聲。但電動(dòng)機(jī)發(fā)熱易使主軸產(chǎn)生熱變形，因此控制溫升是運(yùn)用內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)主軸要處理的關(guān)鍵問題。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)類型圖 3-14 主傳動(dòng)系統(tǒng)的類型a齒輪傳動(dòng) b)帶傳動(dòng) c直接驅(qū)動(dòng)第四節(jié) 主軸部件v主軸部件是機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件，它包

13、括主軸的支承、安裝在主軸上的傳動(dòng)零件等。主軸部件質(zhì)量的好壞直接影響加工質(zhì)量。機(jī)床的主軸部件應(yīng)在主軸的回轉(zhuǎn)精度、部件的構(gòu)造剛度和抗振性、運(yùn)轉(zhuǎn)溫度和熱穩(wěn)定性、部件的耐磨性和精度堅(jiān)持才干等方面均到達(dá)規(guī)定要求。對(duì)于數(shù)控機(jī)床尤其是自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床，為了實(shí)現(xiàn)刀具在主軸上的自動(dòng)裝卸與夾持，還必需有主軸準(zhǔn)停安裝、刀具自動(dòng)夾緊安裝、主軸孔的清潔安裝等。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第四節(jié) 主軸部件v一、主軸端部構(gòu)造外形v主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具。在設(shè)計(jì)要求上，應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、安裝可靠、聯(lián)接結(jié)實(shí)、裝卸方便，并能傳送足夠的轉(zhuǎn)矩。主軸端部的構(gòu)造外形都已規(guī)范化，圖3-15所示為車、銑、磨三種主要

14、數(shù)控機(jī)床的主軸端部構(gòu)造方式。圖3-15 車、銑、磨三種主要數(shù)控機(jī)床主軸端部的構(gòu)造方式a) 車床的主軸端部 b) 銑、鏜類機(jī)床的主軸端部 c) 磨床砂輪主軸的端部b)a)c)第四節(jié) 主軸部件v二、主軸部件的支撐v主軸支撐軸承大多采用滾動(dòng)軸承，包括向心球軸承、角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、推力軸承和圓柱滾子軸承等。選用時(shí)主要思索：軸承的極限轉(zhuǎn)速、剛度、阻尼特性和軸承溫升等要素。普通都采用23個(gè)角接觸球軸承組合或用角接觸球軸承與圓柱滾子軸承組合構(gòu)成支承系統(tǒng)，這些軸承經(jīng)過(guò)預(yù)緊后，可以得到很好的剛度。圖3-16所示為某臥式加工中心機(jī)床的主軸支撐構(gòu)造；圖3-17所示為某立式加工中心機(jī)床主軸支撐構(gòu)造。在軸承間

15、添加隔套是為了添加主軸的剛度和精度。第四節(jié) 主軸部件圖3-16 臥式加工中心機(jī)床的主軸支撐構(gòu)造圖3-17 立式加工中心機(jī)床主軸支撐構(gòu)造第四節(jié) 主軸部件v三、主軸準(zhǔn)停安裝v主軸準(zhǔn)停功能又稱為主軸定位功能，即當(dāng)主軸停頓時(shí)，可以準(zhǔn)確地停于某一固定的位置。在自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床上，每次自動(dòng)裝卸刀具時(shí)，都必需使刀柄上的鍵槽對(duì)準(zhǔn)主軸的端面鍵，這就要求主軸具有準(zhǔn)停功能。此外，在經(jīng)過(guò)前壁小孔鏜同軸大孔時(shí)，要求主軸實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)停，使刀尖停在一個(gè)固定的方位上(X軸或Y軸方向)，以便主軸沿該方向偏移一定尺寸后，刀尖才干經(jīng)過(guò)前壁小孔進(jìn)入箱體對(duì)大孔進(jìn)展鏜削。主軸準(zhǔn)停安裝分機(jī)械控制和電氣控制兩種方式。傳統(tǒng)方法是依托機(jī)械檔塊來(lái)定向

16、，而目前現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床那么采用電氣控制方式來(lái)定向。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令后，主軸就能準(zhǔn)確定向。電氣控制是利用主軸上裝有位置編碼器或磁性傳感器作為位置反響元部件，它可輸出信號(hào)，使主軸準(zhǔn)確停在預(yù)先設(shè)定的位置上。v電氣方式主軸定向控制特點(diǎn)是：v1高準(zhǔn)確性和剛性，完全可以滿足加工中心上要求的換刀動(dòng)作。v2主軸定向的可靠性很高。v3無(wú)需機(jī)械零、部件。沒有磨損等情況，只需簡(jiǎn)單地銜接位置編碼器或磁性傳感器。第四節(jié) 主軸部件v4減少停機(jī)定向時(shí)間，只需簡(jiǎn)單的強(qiáng)電程序順序控制即可(定向信號(hào)、定向完成信號(hào)和高低速信號(hào))。v5工件定位方便而準(zhǔn)確(車床上可按主軸正、反轉(zhuǎn)向兩個(gè)方向定位)。v6鏜孔終了時(shí)。可按主軸旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)展主

17、軸定向，因此工件不會(huì)被刀具打壞。同時(shí)可按相對(duì)工件某一固定方向裝卸刀具，因此易于編程。v主軸準(zhǔn)停控制本質(zhì)上是在主軸速度控制根底上添加一個(gè)位置控制環(huán)。因此，必需添加主軸位置檢測(cè)安裝才干獲得反響信號(hào)。通常由位置編碼器或磁性傳感器等完成。應(yīng)留意的是假設(shè)采用磁性傳感器時(shí)。那么磁性元件可直接裝在主軸上，而傳感頭裝在固定的箱體上，并且它與放大器之間連線越短越好，還要做好屏蔽，以減少干擾。采用位置編碼器時(shí)，能夠因安裝不方便要經(jīng)過(guò)1：1的齒輪進(jìn)展結(jié)合。總之，應(yīng)根據(jù)機(jī)床的詳細(xì)位置和實(shí)踐情況確定控制方案和安裝方案。第四節(jié) 主軸部件圖3-18 主軸準(zhǔn)停表示圖圖3-19 磁性傳感器主軸準(zhǔn)停原理表示圖第四節(jié) 主軸部件v五

18、、刀具自動(dòng)夾緊和主軸孔清潔安裝v在自動(dòng)換刀的數(shù)控機(jī)床中，為了實(shí)現(xiàn)刀具的自動(dòng)裝卸，其主軸必需設(shè)計(jì)有刀具的自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，如圖3-20所示。刀柄采用7：24的大錐度錐柄與主軸錐孔配合，既有利于定心，也為松夾帶來(lái)了方便。規(guī)范拉釘5用螺紋聯(lián)接在刀柄上。放松刀具時(shí)，液壓油進(jìn)入液壓缸活塞1的右端，油壓使活塞左移，推進(jìn)拉桿2左移，同時(shí)碟形彈簧3被緊縮，鋼球4隨拉桿一同左移，當(dāng)鋼球移至主軸孔徑較大處時(shí)，便松開拉釘，機(jī)械手即可把刀柄連同拉釘5從主軸錐孔中取出。夾緊刀具時(shí)，活塞右端無(wú)油壓，螺旋彈簧使活塞退到最右端，拉桿2在碟形彈簧3的彈簧力作用下向右挪動(dòng)，鋼球4被迫收攏，卡緊在拉桿2的環(huán)槽中。這樣，拉桿經(jīng)過(guò)鋼球把拉

19、釘向右拉緊，使刀柄外錐面與主軸錐孔內(nèi)錐面相互壓緊，刀具隨刀柄一同被夾緊在主軸上。v行程開關(guān)8和7用于發(fā)出夾緊和放松刀柄的信號(hào)。刀具夾緊機(jī)構(gòu)運(yùn)用彈簧夾緊、液壓放松，可保證在任務(wù)中，假設(shè)忽然停電，刀柄不會(huì)自行零落。v自動(dòng)去除主軸孔中的切屑和灰塵是換刀操作中不容忽視的問題。為了堅(jiān)持主軸錐孔清潔，常采用緊縮空氣吹屑。圖3-20所示活塞1的心部鉆有緊縮空氣通道，當(dāng)活塞向左挪動(dòng)時(shí)，緊縮空氣經(jīng)過(guò)活塞由主軸孔內(nèi)的空氣嘴噴出，將錐孔里的雜物清理干凈。為了提高清理雜物的效率，噴氣小孔要有合理的放射角度，并均勻分布。第四節(jié) 主軸部件圖320 立式加工中心主軸部件1活塞 2拉桿 3蝶形彈簧 4鋼球 5規(guī)范拉釘 6主軸

20、 7、8行程開關(guān) 9彈力卡爪 10卡套第五節(jié) 主軸組件的光滑與密封v一、主軸光滑v為了保證主軸有良好的光滑，減少摩擦發(fā)熱，同時(shí)又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環(huán)式光滑系統(tǒng)。用液壓泵供油強(qiáng)力光滑，在油箱中運(yùn)用油溫控制器控制油液溫度。近年來(lái)有些數(shù)控機(jī)床的主軸軸承采用高級(jí)油脂封放方式光滑，每加一次油脂可以運(yùn)用710年，簡(jiǎn)化了構(gòu)造，降低了本錢且維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，但需防止光滑油和油脂混合，通常采用迷宮式密封方式。為了順應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速向更高速化開展的需求，新的光滑冷卻方式相繼開發(fā)出來(lái)。這些新型光滑冷卻方式不單要減少軸承溫升，還要減少軸承內(nèi)外圈的溫差，以保證主軸熱變形小。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退

21、第五節(jié) 主軸組件的光滑與密封v1油氣光滑方式這種光滑方式近似于油霧光滑方式，所不同的是，油氣光滑是定時(shí)定量地把油霧送進(jìn)軸承空隙中，這樣既實(shí)現(xiàn)了油霧光滑，又不致于油霧太多而污染周圍空氣；后者那么是延續(xù)供應(yīng)油霧。v2 噴注光滑方式它用較大流量的恒溫油(每個(gè)軸承34Lrain)噴注到主軸軸承，以到達(dá)光滑、冷卻的目的。這里要特別指出的是，較大流量噴注的油，不是自然回流，而是用排油泵強(qiáng)迫排除，同時(shí)，采用公用高精度大容量恒溫油箱，油溫變動(dòng)控制在05以內(nèi)。第五節(jié) 主軸組件的光滑與密封v二、主軸密封v主軸密封的主要目的是防止光滑油液走漏和外部的切削液等進(jìn)入主軸的軸承內(nèi)。在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是以穿漏、浸

22、透或分散的方式越界走漏到密封銜接處的另一側(cè)。呵斥走漏的根本緣由是流體從密封面上的間隙中溢出，或是由于密封部件內(nèi)外兩側(cè)密封介質(zhì)的壓力差或濃度差，致使流體向壓力或濃度低的一側(cè)流動(dòng)。圖3-21是一種臥式加工中心主軸前支承的密封構(gòu)造。v這種加工中心主軸前支承處采用的雙層小間隙密封安裝。主軸前端車出兩組鋸齒形護(hù)油槽，在法蘭盤4和5上開溝槽及走漏孔，當(dāng)噴進(jìn)軸承2內(nèi)的油液流出后被法蘭盤4內(nèi)壁擋住，并經(jīng)其下部的泄油孔9和套筒3上的回油斜孔8流回油箱，少量油液沿主軸6流出時(shí)，主軸護(hù)油槽在離心力的作用下被甩至法蘭盤4的溝槽內(nèi)，經(jīng)回油斜孔 8重新流回油箱，到達(dá)了防止光滑介質(zhì)走漏的目的。第五節(jié) 主軸組件的光滑與密封圖

23、321主軸的密封構(gòu)造1進(jìn)油孔 2軸承 3套筒 4法蘭盤 5法蘭盤6主軸 7走漏孔 8回油孔 9泄油孔第四章 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)v第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v第二節(jié) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法v第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v一、螺紋及螺旋傳動(dòng)v1 螺紋v如圖4-1所示，把底邊等于d2的直角三角形繞在直徑為d2的圓柱面上，并使其底邊與圓柱體的底邊對(duì)齊，那么其斜邊在圓柱外表上便構(gòu)成一條螺旋線。v2螺旋傳動(dòng)v螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母組成的螺旋副來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳送運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。螺旋傳動(dòng)的常用運(yùn)動(dòng)方式，主要有以下幾種：圖4-3a所示為螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母挪動(dòng)，多用

24、于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中；圖4-3b是螺母固定、螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并挪動(dòng)，多用于螺旋起重器(千斤頂)或螺旋壓力機(jī)構(gòu)中；圖4-4是螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并挪動(dòng)，同時(shí)螺母也挪動(dòng)的復(fù)合螺旋機(jī)構(gòu)，多用于需求快速挪動(dòng)或微調(diào)的機(jī)構(gòu)中。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖4-1 螺紋的構(gòu)成與牙型a)b)圖4-2 螺紋的旋向a 右旋螺紋 b 左旋螺紋第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)圖4-3 螺旋傳動(dòng)a)b)圖4-4 復(fù)合螺旋傳動(dòng)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v螺旋傳動(dòng)按其用途不同，可分為以下三種類型：v(1) 傳力螺旋v它以傳送動(dòng)力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，用以抑制任務(wù)阻力。如各種起重或加壓安裝的螺旋。這種傳力螺旋主要

25、是接受很大的軸向力，普通為間歇性任務(wù)，每次任務(wù)時(shí)間較短，任務(wù)速度低，通常要求有自鎖才干。v(2) 傳導(dǎo)螺旋v它以傳送運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也接受較大的軸向載荷。如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。傳導(dǎo)螺旋在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)延續(xù)任務(wù)，任務(wù)速度高，要求具有較好的傳動(dòng)精度。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v(3) 調(diào)整螺旋v它用來(lái)以調(diào)整、固定零件的相對(duì)位置。如機(jī)床、儀器及監(jiān)測(cè)安裝的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，普通在空載下調(diào)整。v螺旋傳動(dòng)按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，又可分為滑動(dòng)螺旋(半干摩擦)、滾動(dòng)螺旋(滾動(dòng)摩擦)和靜壓螺旋(液體摩擦)?；瑒?dòng)螺旋構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖，但其主要缺陷是摩擦

26、阻力大，傳動(dòng)效率低，磨損快，傳動(dòng)精度低。相反，滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，但構(gòu)造復(fù)雜，特別是靜壓螺旋還需求供油系統(tǒng)。因此，只需在高精度、高效率的重要傳動(dòng)中才采用。如數(shù)控、精細(xì)機(jī)床，測(cè)試安裝或自動(dòng)控制系統(tǒng)的螺旋傳動(dòng)等。第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v二、滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu) v滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋副由于摩擦阻力大、效率低、精度低等，不能滿足現(xiàn)代機(jī)械的傳動(dòng)要求。因此，許多現(xiàn)代機(jī)械中多采用滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)(滾珠絲杠)。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)是指在具有螺旋槽的螺桿與螺母之間，延續(xù)填滿滾珠作為中間體的螺旋機(jī)構(gòu)，如圖4-5所示。當(dāng)螺桿與螺母相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體在螺紋滾道內(nèi)滾動(dòng)，使螺桿與螺母間以滾動(dòng)摩擦替代滑動(dòng)摩擦，提高了傳動(dòng)

27、效率和傳動(dòng)精度。滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)按其滾動(dòng)體循環(huán)方式的不同，可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種方式。v1 外循環(huán)滾珠絲杠v外循環(huán)是指滾珠在回程時(shí)脫離螺桿的螺旋槽，而在螺旋槽外進(jìn)展循環(huán)，如圖4-5a所示。外循環(huán)螺母只需前后各設(shè)一個(gè)反向器。當(dāng)滾珠滾入反向器時(shí)，就被阻止而轉(zhuǎn)彎，從前往通道回到滾道的另一端去，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)回路。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)a)b)圖4-5 滾動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)a) 外循環(huán) b)內(nèi)循環(huán)第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v2 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠v內(nèi)循環(huán)是指滾珠在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中一直和螺桿接觸的循環(huán)方式，如圖4-5b所示。內(nèi)循環(huán)螺母上開有側(cè)孔，孔內(nèi)鑲有反向器將相鄰兩螺紋的滾道連通，滾珠可

28、越過(guò)螺紋頂部進(jìn)入相鄰滾道，構(gòu)成一個(gè)封鎖的循環(huán)回路。因此，一個(gè)循環(huán)回路里只需一圈滾珠，設(shè)有一個(gè)反向器。一個(gè)螺母常設(shè)置24個(gè)循環(huán)回路，各循環(huán)回路的反向器均布在圓周上。v3 滾珠絲杠的特點(diǎn)和運(yùn)用v滾珠絲杠的優(yōu)點(diǎn)有：摩擦因數(shù)小，f=00020005，傳動(dòng)效率可高達(dá)90以上；摩擦因數(shù)與速度的關(guān)系不大，故啟動(dòng)扭矩接近運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩，任務(wù)平穩(wěn)；磨損小且壽命長(zhǎng)，間隙可調(diào)，傳動(dòng)精度與剛度均得到提高；不具有自鎖性，可將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。v滾珠絲杠的缺陷有：構(gòu)造復(fù)雜，制造困難；在需求防止逆轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)中，要加自鎖機(jī)構(gòu)；承載才干不如滑動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)大。v滾珠絲杠多用于車輛轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及對(duì)傳動(dòng)精度要求較高的場(chǎng)所，如飛機(jī)機(jī)翼和起落架的

29、控制驅(qū)動(dòng)，大型水閘閘門的升降驅(qū)動(dòng)以及數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v三、軸承的類型、特點(diǎn)、及運(yùn)用v1 滑動(dòng)軸承v根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動(dòng)摩擦軸承(簡(jiǎn)稱滑動(dòng)軸承)和滾動(dòng)摩擦軸承(簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承)兩大類。而每一類軸承，按其所能接受的載荷方向的不同，又可分為向心軸承(接受徑向載荷)、推力軸承(接受軸向載荷)和向心推力軸承(同時(shí)接受徑向和軸向載荷)等。v普通地說(shuō)，選用滑動(dòng)軸承還是滾動(dòng)軸承，取決于運(yùn)用上和工藝上的很多要素。但是，由于滑動(dòng)軸承的摩擦損耗普通都比較大，維護(hù)也比較復(fù)雜，所以在很多場(chǎng)所常為滾動(dòng)軸承所取代。只是由于滑動(dòng)軸承本身的一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，使得它在某些特殊場(chǎng)所仍占有

30、重要位置。目前滑動(dòng)軸承主要運(yùn)用于以下幾種情況： 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v(1) 任務(wù)轉(zhuǎn)速特高的軸承。由于在這種轉(zhuǎn)速下，滾動(dòng)軸承的壽命將大為降低。v(2) 要求對(duì)軸的支承位置特別準(zhǔn)確的軸承。由于滑動(dòng)軸承比滾動(dòng)軸承中影響精度的零件數(shù)要少，故可制造得更為準(zhǔn)確。v(3) 特重型的軸承。這時(shí)假設(shè)采用滾動(dòng)軸承，由于必需單件消費(fèi)，因此造價(jià)很高。v(4) 接受宏大的沖擊和振動(dòng)載荷的軸承。由于滑動(dòng)軸承的軸瓦和軸頸間存在的油層的緩沖和阻尼作用，因此顯示出較滾動(dòng)軸承更優(yōu)越的任務(wù)性能。v(5) 根據(jù)裝配要求必需做成剖分式的軸承(如曲軸的軸承)。在這種場(chǎng)所，滾動(dòng)軸承就無(wú)法滿足要求。v

31、(6) 軸的陳列較嚴(yán)密時(shí)，由于空間尺寸的限制，必需采用徑向尺寸較小的軸承。v(7) 在特殊任務(wù)條件下(如在水或腐蝕性的介質(zhì)中等)任務(wù)的軸承。由于這時(shí)滾動(dòng)軸承將難于勝任。第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v要正確地設(shè)計(jì)滑動(dòng)軸承，必需合理地處理以下問題：v(1) 軸承的型式和構(gòu)造；v(2) 軸瓦的構(gòu)造和資料選擇；v(3) 軸承的強(qiáng)度和剛度；v(4) 光滑劑的選擇和供應(yīng)；v(5) 為了保證適當(dāng)?shù)墓饣?特別是液體摩擦光滑)而必需思索的軸承溫度和壓力的分布以及軸承間隙等問題；v(6) 軸承中的熱平衡問題。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)v2滾動(dòng)軸承v滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛運(yùn)用的零件。它依

32、托主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，故以滾動(dòng)摩擦取代了滑動(dòng)軸承中的滑動(dòng)摩擦，因此具有摩擦阻力小，功率耗費(fèi)少，起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。v在機(jī)器中，滾動(dòng)軸承是作為一個(gè)支承部件而：亡作的，因此本章除討論軸承本身的問題外，還要討論與軸承的安裝、調(diào)整、光滑、密封等有關(guān)的零件。這些零件組合起來(lái)常稱為軸承組合。為了保證軸承組合在一定的載荷下能可靠地任務(wù)，并有足夠的壽命，在設(shè)計(jì)時(shí)，需求綜合思索疲勞壽命、資料、摩擦、散熱、光滑、加工精度、裝配要求和經(jīng)濟(jì)性等一系列問題。所以一套完好的滾動(dòng)支承的設(shè)計(jì)包含兩個(gè)內(nèi)容：一個(gè)是軸承本身的設(shè)計(jì)，由于常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已規(guī)范化，并由專門的工廠大量制造，因此對(duì)運(yùn)用者來(lái)說(shuō)，這一部分設(shè)

33、計(jì)內(nèi)容，只是根據(jù)詳細(xì)任務(wù)條件，正確選擇軸承的類型和尺寸；另一個(gè)那么是軸承組合的設(shè)計(jì)，它包括安裝、調(diào)整、光滑、密封等一系列內(nèi)容的設(shè)計(jì)。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第一節(jié) 機(jī)械根底知識(shí)b)圖4-6兩種類型的滾動(dòng)軸承1內(nèi)圈 2外圈 3滾動(dòng)體 4堅(jiān)持架a)圖4-7 常用滾動(dòng)體第二節(jié)第二節(jié) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法v一、 剛性消除間隙方法v 剛性消除間隙方法有采用偏心調(diào)整和墊片調(diào)整兩種。v1.偏心法調(diào)整齒輪間隙。如圖4-8所示，小齒輪1裝在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，大齒輪3裝在電動(dòng)機(jī)上，而電動(dòng)機(jī)的止口經(jīng)過(guò)偏心套2插入箱體孔中，此時(shí)，可以經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套改動(dòng)兩齒輪間的中心距，到達(dá)消除齒側(cè)

34、間隙的目的。此方法構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，但只能用在尺寸不大的傳動(dòng)鏈端部。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)常采用此法與進(jìn)給傳動(dòng)相連。v2.墊片調(diào)整法。墊片調(diào)整法經(jīng)過(guò)調(diào)整齒輪軸上的墊片厚度，改動(dòng)齒輪或齒輪間的軸向位置，從而到達(dá)消除間隙的目的。圖4-9所示是經(jīng)過(guò)調(diào)整墊片厚度消除直齒輪嚙合間隙的構(gòu)造。相嚙合直齒輪的節(jié)圓直徑沿軸向帶有錐度，即齒厚沿軸向逐漸增大，調(diào)整墊片3的厚度可使相嚙合直齒輪沿軸向相對(duì)位移，使嚙合部分的齒厚增大，消除齒側(cè)間隙。 前往到總目錄 前往本章目錄 前進(jìn) 后退第二節(jié)第二節(jié) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法圖4-8 偏心套消除間隙1小齒輪 2偏心套 3大齒輪圖4-9 調(diào)整墊片消除間隙1小齒輪

35、2大齒輪 3墊片第二節(jié)第二節(jié) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法傳動(dòng)機(jī)構(gòu)間隙消除方法v二、彈性消除間隙方法v用剛性方法消除傳動(dòng)齒輪間隙具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，任務(wù)可靠，傳動(dòng)剛度好的優(yōu)點(diǎn)。但假設(shè)調(diào)整要求較高，尤其是墊片調(diào)整法假設(shè)墊片厚度控制不當(dāng)，能夠會(huì)呵斥間隙消除不完全，或者呵斥齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)不靈敏。此外，剛性方法消除間隙在磨損后不能自動(dòng)補(bǔ)償。彈性消除間隙方法具有調(diào)整容易，可以自動(dòng)補(bǔ)償因磨損引起的間隙變化。彈性消除間隙方法分軸向和周向彈簧調(diào)整方法兩種。v1 軸向彈簧調(diào)整消除齒輪間隙。這種方法與斜齒輪間隙墊片調(diào)整法類似，但它采用了軸向彈簧壓緊薄斜齒齒輪的兩側(cè)以消除齒輪間隙，如圖4-10所示。彈簧調(diào)整法可實(shí)現(xiàn)磨損后的自動(dòng)補(bǔ)償，但對(duì)彈簧力要求較高