第4章_數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)

1、第4章 數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點2項目訓(xùn)練73數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)5自動換刀裝置6數(shù)控機(jī)床的回轉(zhuǎn)工作臺4.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)1、熟悉數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、熟悉數(shù)控車床的機(jī)械結(jié)構(gòu) 4.1 認(rèn)識數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)2、熟悉加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu)、熟悉加工中心的機(jī)械結(jié)構(gòu) 4.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點 一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點 1）靜剛度和動剛度高）靜剛度和動剛度高 合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，如基礎(chǔ)件采用封閉的完整合理選擇構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，如基礎(chǔ)件采用封閉的完整箱體結(jié)構(gòu)；合理選擇及布局隔板和筋條，盡量減小箱體結(jié)構(gòu)；合

2、理選擇及布局隔板和筋條，盡量減小接合面，提高部件間接觸剛度等；合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布接合面，提高部件間接觸剛度等；合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局；采取補(bǔ)償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施。局；采取補(bǔ)償構(gòu)件變形的結(jié)構(gòu)措施。 2）抗振性高）抗振性高 4.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點 立柱結(jié)構(gòu)立柱結(jié)構(gòu)筋條結(jié)構(gòu)筋條結(jié)構(gòu) 4.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點 一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)特點3）靈敏度高）靈敏度高4）熱變形?。嶙冃涡 在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計中可考慮盡量采用對稱結(jié)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)布局設(shè)計中可考慮盡量采用對稱結(jié)構(gòu)（如對稱立柱等），進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（如采用空冷機(jī)），（如對稱立柱等），進(jìn)行強(qiáng)制冷卻（如采用空冷機(jī)），使排屑通

3、道對稱布置等措施。使排屑通道對稱布置等措施。5）自動化程度高，操作方便）自動化程度高，操作方便回轉(zhuǎn)交換式回轉(zhuǎn)交換式APC移動交換式移動交換式APC二、數(shù)控機(jī)床布局特點二、數(shù)控機(jī)床布局特點1、不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量、不同布局適應(yīng)不同的工件形狀、尺寸及重量 數(shù)控銑床四種布局方案數(shù)控銑床四種布局方案適應(yīng)的工件重量、尺寸適應(yīng)的工件重量、尺寸卻不同。（卻不同。（a）適應(yīng)較）適應(yīng)較輕工件，（輕工件，（b）適應(yīng)較）適應(yīng)較大尺寸工件，（大尺寸工件，（c）適）適應(yīng)較重工件，（應(yīng)較重工件，（d）適）適應(yīng)更重更大工件。應(yīng)更重更大工件。 二、數(shù)控機(jī)床布局特點二、數(shù)控機(jī)床布局特點2、不同布局有不同的運動

4、分配及工藝范圍、不同布局有不同的運動分配及工藝范圍 數(shù)控鏜銑床的三種布局方案數(shù)控鏜銑床的三種布局方案中，（中，（a）主軸立式布置，）主軸立式布置，上下運動，對工件頂面進(jìn)行上下運動，對工件頂面進(jìn)行加工；（加工；（b）主軸臥式布置，）主軸臥式布置，加工工作臺上分度工作臺的加工工作臺上分度工作臺的配合，可加工工件多個側(cè)面；配合，可加工工件多個側(cè)面；（c）在（）在（b）基礎(chǔ)上再增加）基礎(chǔ)上再增加一個數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可完成工件一個數(shù)控轉(zhuǎn)臺，可完成工件上更多內(nèi)容的加工。上更多內(nèi)容的加工。 二、數(shù)控機(jī)床布局特點二、數(shù)控機(jī)床布局特點3、不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能、不同布局有不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)性能 數(shù)控臥式鏜銑床中，（

5、數(shù)控臥式鏜銑床中，（a）、）、（b）為）為T形床身布局，工作形床身布局，工作臺支承于床身，剛度好，工臺支承于床身，剛度好，工作臺承載能力強(qiáng)；作臺承載能力強(qiáng)；(c)、(d)工作臺為十字形布局，（工作臺為十字形布局，（c）主軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，主軸箱懸掛于單立柱一側(cè)，使立柱受偏載，使立柱受偏載，(d)主軸箱裝主軸箱裝在框式立柱中間，對稱布局，在框式立柱中間，對稱布局，受力后變形小，有利于提高受力后變形小，有利于提高加工精度。加工精度。二、數(shù)控機(jī)床布局特點二、數(shù)控機(jī)床布局特點4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度、不同布局影響機(jī)床操作方便程度 數(shù)控車床的四種不同布局方案，（數(shù)控車床的四種不同布局方案，（

6、a）為）為水平床身水平床身-水平滑板水平滑板，床身工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，床身工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工，下部空間小，故排屑困難，刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；刀架水平放置加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸；二、數(shù)控機(jī)床布局特點二、數(shù)控機(jī)床布局特點4、不同布局影響機(jī)床操作方便程度、不同布局影響機(jī)床操作方便程度（b）為）為傾斜床身傾斜床身-傾斜滑板傾斜滑板，排屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控，排屑亦較方便，中小規(guī)格的數(shù)控車床其床身的傾斜度以車床其床身的傾斜度以60為宜；（為宜；（c）水平床身水平床身-傾斜滑板傾斜滑板，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排屑方便

7、，具有水平床身工藝性好，寬度方向的尺寸小，且排屑方便，是臥式數(shù)控車床的最佳布局形式。是臥式數(shù)控車床的最佳布局形式。4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.1 數(shù)控機(jī)床主傳動的特點數(shù)控機(jī)床主傳動的特點1）具有更大的調(diào)速范圍并實現(xiàn)無級調(diào)速。一般要求主軸具）具有更大的調(diào)速范圍并實現(xiàn)無級調(diào)速。一般要求主軸具備備1 （1001000）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和1 10的恒的恒功率調(diào)速范圍。功率調(diào)速范圍。 2）具有較高的精度與剛度，傳遞平穩(wěn)，噪聲低）具有較高的精度與剛度，傳遞平穩(wěn)，噪聲低 3）良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。）良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。 4）在車削中心上，要求主軸具有）在車削中心上，要求主軸

8、具有C軸控制功能。軸控制功能。5）在加工中心上，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。）在加工中心上，要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。6）具有恒線速度切削控制功能。）具有恒線速度切削控制功能。4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.2 數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式 1 1、帶有變速齒輪的主軸傳動、帶有變速齒輪的主軸傳動大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，確保低速時有較大中型數(shù)控機(jī)床較常采用的配置方式，確保低速時有較大的扭矩，滑移齒輪的移位大多采用液壓撥叉或直接由液大的扭矩，滑移齒輪的移位大多采用液壓撥叉或直接由液壓缸驅(qū)動齒輪來實現(xiàn)。壓缸驅(qū)動齒輪來實現(xiàn)。數(shù)控機(jī)床主傳動的四種配置方式數(shù)控機(jī)床主傳動

9、的四種配置方式(a)齒輪變速；齒輪變速；(b)帶傳動；帶傳動；(c)兩個電機(jī)分別驅(qū)動；兩個電機(jī)分別驅(qū)動；(d)調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動 4.3.2 數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式 2 2、通過帶傳動的主軸傳動、通過帶傳動的主軸傳動主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上。可主要用在轉(zhuǎn)速較高、變速范圍不大的小型數(shù)控機(jī)床上?？梢员苊庥升X輪傳動所引起的振動和噪聲。適用于高速低轉(zhuǎn)矩以避免由齒輪傳動所引起的振動和噪聲。適用于高速低轉(zhuǎn)矩特性的主軸，常用有特性的主軸，常用有多楔帶多楔帶和和同步齒形帶同步齒形帶。帶的結(jié)構(gòu)形式帶的結(jié)構(gòu)形式 (a)多楔帶多楔帶;(b)同步齒形帶同步齒形帶 同步齒形帶傳動是一

10、種綜合了帶傳動和鏈傳動優(yōu)點的新同步齒形帶傳動是一種綜合了帶傳動和鏈傳動優(yōu)點的新型傳動方式，帶型有梯形齒和圓弧齒。型傳動方式，帶型有梯形齒和圓弧齒。 同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動同步齒形帶的結(jié)構(gòu)和傳動 4.3.2 數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式3 3、用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸傳動、用兩個電機(jī)分別驅(qū)動主軸傳動高速時，由一個電機(jī)通過帶傳動；低速時，由另一個電高速時，由一個電機(jī)通過帶傳動；低速時，由另一個電機(jī)通過齒輪傳動，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，使機(jī)通過齒輪傳動，齒輪起到降速和擴(kuò)大變速范圍的作用，使恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，避免了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且恒功率區(qū)增大，擴(kuò)大了變速范圍，避免了低速時轉(zhuǎn)矩不夠且電機(jī)功

11、率不能充分利用的問題。電機(jī)功率不能充分利用的問題。 4.3.2 數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式4 4、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動、調(diào)速電機(jī)直接驅(qū)動主軸傳動 大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸輸出的扭矩小，電機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。剛度，但主軸輸出的扭矩小，電機(jī)發(fā)熱對主軸的精度影響較大。 直接驅(qū)動式直接驅(qū)動式 4.3.2 數(shù)控機(jī)床主軸的變速方式主軸軸承常見的支撐形式主軸軸承常見的支撐形式 (a)形式一；形式一；(b)形式二；形式二；(c)形式三形式三 1 1、主軸軸承的支撐形式、主軸軸承的支撐形式1 1）前支撐采用雙

12、列短）前支撐采用雙列短圓柱滾子軸承和圓柱滾子軸承和6060角接角接觸雙列向心推力球軸承組觸雙列向心推力球軸承組合，后支撐采用成對向心合，后支撐采用成對向心推力球軸承?？赏屏η蜉S承?？商岣咧鬏S提高主軸的綜合剛度的綜合剛度，滿足強(qiáng)力切，滿足強(qiáng)力切削的要求。普遍用于各類削的要求。普遍用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。數(shù)控機(jī)床主軸。4.3 數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)4.3.3 主軸部件主軸部件 2）前支撐采用）前支撐采用高精度雙列高精度雙列向心推力球軸承向心推力球軸承。向心推力軸。向心推力軸承有良好的高速性，主軸最高承有良好的高速性，主軸最高轉(zhuǎn)速可達(dá)轉(zhuǎn)速可達(dá)4000rmin，但承，但承載能力小，適于載能力小，適于高速、

13、輕載、高速、輕載、高精密高精密的數(shù)控機(jī)床主軸。的數(shù)控機(jī)床主軸。 3 3）前后支撐分別采用）前后支撐分別采用雙雙列和單列圓錐滾子軸承列和單列圓錐滾子軸承。徑向。徑向和軸向剛度高，能承受重載荷，和軸向剛度高，能承受重載荷，其安裝、調(diào)整性能好，但限制其安裝、調(diào)整性能好，但限制了主軸轉(zhuǎn)速和精度，因此可用了主軸轉(zhuǎn)速和精度，因此可用于于中等精度、低速、重載中等精度、低速、重載的數(shù)的數(shù)控機(jī)床的主軸。控機(jī)床的主軸。 2 2、刀具自動裝卸切屑清除裝置、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3 主軸部件 機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)械手機(jī)床執(zhí)行換刀指令，機(jī)械手從主軸拔刀時，主軸需松開刀從主軸拔刀時，主軸需松開刀具。這時，液壓缸

14、上腔通壓力具。這時，液壓缸上腔通壓力油，活塞推動拉桿向下移動，油，活塞推動拉桿向下移動，使碟形彈簧壓縮，鋼球進(jìn)入主使碟形彈簧壓縮，鋼球進(jìn)入主軸錐孔上端的槽內(nèi)，刀柄尾部軸錐孔上端的槽內(nèi)，刀柄尾部的拉釘被松開，機(jī)械手拔刀。的拉釘被松開，機(jī)械手拔刀。 加工中心主軸前端有加工中心主軸前端有7 24號錐孔，內(nèi)部和后端安裝的是號錐孔，內(nèi)部和后端安裝的是刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)。刀具自動夾緊機(jī)構(gòu)。 壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準(zhǔn)吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)械手將下一把刀具插入主軸備。當(dāng)機(jī)械手將下一把刀具插入主軸后，液壓缸上腔無油壓，在碟形彈簧

15、后，液壓缸上腔無油壓，在碟形彈簧和彈簧的恢復(fù)力作用下，拉桿、鋼球和彈簧的恢復(fù)力作用下，拉桿、鋼球和活塞退回到圖示的位置，使刀具被和活塞退回到圖示的位置，使刀具被夾緊。刀桿夾緊機(jī)構(gòu)用彈簧夾緊，液夾緊。刀桿夾緊機(jī)構(gòu)用彈簧夾緊，液壓放松，以保證在工作中突然停電時，壓放松，以保證在工作中突然停電時，刀桿不會自行松脫。刀桿不會自行松脫。4.3.3 主軸部件2 2、刀具自動裝卸切屑清除裝置、刀具自動裝卸切屑清除裝置機(jī)床采用的是機(jī)床采用的是724724號錐號錐柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉柄刀具，錐柄的尾端安裝有拉釘，拉桿通過釘，拉桿通過4 4個鋼球拉住拉個鋼球拉住拉釘?shù)陌疾?，使刀具在主軸錐孔釘?shù)陌疾郏沟毒咴?/p>

16、主軸錐孔內(nèi)定位及夾緊。內(nèi)定位及夾緊。2 2、刀具自動裝卸切屑清除裝置、刀具自動裝卸切屑清除裝置4.3.3 主軸部件3 3、主軸的準(zhǔn)停、主軸的準(zhǔn)停主軸準(zhǔn)停換刀示意圖主軸準(zhǔn)停換刀示意圖 又稱為主軸定位功又稱為主軸定位功能，這是自動換刀所必能，這是自動換刀所必需的功能。在自動換刀需的功能。在自動換刀的鏜銑加工中心上，切的鏜銑加工中心上，切削的轉(zhuǎn)矩通常是通過刀削的轉(zhuǎn)矩通常是通過刀桿的端面鍵來傳遞的，桿的端面鍵來傳遞的，這就要求主軸具有準(zhǔn)確這就要求主軸具有準(zhǔn)確定位于圓周上特定角度定位于圓周上特定角度的功能。的功能。 4.3.3 主軸部件主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖主軸準(zhǔn)停階梯孔或精鏜孔示意圖 當(dāng)加工階梯

17、孔或精當(dāng)加工階梯孔或精鏜孔后退刀時，為防止鏜孔后退刀時，為防止刀具與小階梯孔碰撞或刀具與小階梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，拉毛已精加工的孔表面，必須先讓刀，再退刀，必須先讓刀，再退刀，因此，刀具就必須具有因此，刀具就必須具有定位功能。定位功能。3 3、主軸的準(zhǔn)停、主軸的準(zhǔn)停4.3.3 主軸部件1 1）機(jī)械準(zhǔn)?？刂疲C(jī)械準(zhǔn)?？刂?采用機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或采用機(jī)械凸輪機(jī)構(gòu)或光電盤方式進(jìn)行粗定位，光電盤方式進(jìn)行粗定位，然后有一個液動或氣動的然后有一個液動或氣動的定位銷插入主軸上的銷孔定位銷插入主軸上的銷孔或銷槽實現(xiàn)精確定位，完或銷槽實現(xiàn)精確定位，完成換刀后定位銷退出，主成換刀后定位銷退出，主軸才開始旋轉(zhuǎn)

18、。軸才開始旋轉(zhuǎn)。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在早期數(shù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在早期數(shù)控機(jī)床上使用較多?？貦C(jī)床上使用較多。典型的典型的V形槽輪定位盤機(jī)械形槽輪定位盤機(jī)械準(zhǔn)停原理示意圖準(zhǔn)停原理示意圖 4.3.3 主軸部件2 2）電氣準(zhǔn)?？刂疲╇姎鉁?zhǔn)?？刂朴谰么盆F與磁傳感器在永久磁鐵與磁傳感器在主軸上的位置主軸上的位置 4.3.3 主軸部件v 磁傳感器主軸準(zhǔn)停控制磁傳感器主軸準(zhǔn)?？刂?在主軸上安裝一個永久磁鐵與主在主軸上安裝一個永久磁鐵與主軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離發(fā)磁體旋軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離發(fā)磁體旋轉(zhuǎn)外軌跡轉(zhuǎn)外軌跡12mm處固定一個處固定一個磁傳感器，它經(jīng)過放大器并與磁傳感器，它經(jīng)過放大器并與主軸控制單元相連接，當(dāng)主軸主軸控制單元相連接

19、，當(dāng)主軸需要定向時，便可停止在調(diào)整需要定向時，便可停止在調(diào)整好的位置上。好的位置上。編碼器主軸準(zhǔn)?？刂圃韴D編碼器主軸準(zhǔn)?？刂圃韴D 4.3.3 主軸部件v 編碼器主軸準(zhǔn)?？刂凭幋a器主軸準(zhǔn)?？刂?通過主軸電動機(jī)內(nèi)置安裝通過主軸電動機(jī)內(nèi)置安裝的位置編碼器或在機(jī)床主的位置編碼器或在機(jī)床主軸箱上安裝一個與主軸軸箱上安裝一個與主軸1：1同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器來實現(xiàn)準(zhǔn)?？刂疲瑴?zhǔn)停角來實現(xiàn)準(zhǔn)?？刂?，準(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。度可任意設(shè)定。非接觸式密封非接觸式密封(a)形式一；形式一；(b)形式二；形式二；(c)形式三形式三 4 4、主軸的密封、主軸的密封4.3.3 主軸部件接觸式密封接觸式密封

20、 (a)油氈圈密封；油氈圈密封；(b)耐油橡膠密封圈密封耐油橡膠密封圈密封 4.3.3 主軸部件1 1）摩擦阻力要?。┠Σ磷枇σ?廣泛采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。廣泛采用滾珠絲杠和滾動導(dǎo)軌以及塑料導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌。 2）傳動剛度要高）傳動剛度要高 3 3）轉(zhuǎn)動慣量要小）轉(zhuǎn)動慣量要小 4 4）諧振頻率要高）諧振頻率要高 5）傳動間隙要?。﹤鲃娱g隙要小4.4 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng) 4.4.1 對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求對數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的要求1 1、工作原理與特點、工作原理與特點滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)原理滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)原理 4.4 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)滾珠絲杠螺

21、母機(jī)構(gòu)滾珠絲杠螺母副優(yōu)點：滾珠絲杠螺母副優(yōu)點：1)1)傳動效率高，摩擦損失小。傳動效率高，摩擦損失小。2)2)運動平穩(wěn)無爬行。運動平穩(wěn)無爬行。3)3)傳動精度高，反向時無空程。傳動精度高，反向時無空程。4)4)磨損小，精度保持性好，使用壽命長。磨損小，精度保持性好，使用壽命長。5)5)具有運動的可逆性。具有運動的可逆性。4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1、工作原理與特點、工作原理與特點2、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型、滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)類型外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)外循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 1)1)外循環(huán)外循環(huán)。滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后，通過螺母外表面上的。滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后，通過螺母外表面上的螺旋槽或插管返回

22、絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)。 結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，承載能力較高，但徑向尺寸較大。應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動系統(tǒng)。應(yīng)用最為廣泛，也可用于重載傳動系統(tǒng)。 4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)2 2）內(nèi)循環(huán)內(nèi)循環(huán)。靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L?？柯菽干习惭b的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)。反向器珠成單圈循環(huán)。反向器2 2的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。 結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，制造較結(jié)構(gòu)緊湊，剛度好，滾珠流通性好，摩擦損失小，制造較困難，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)。困

23、難，適用于高靈敏、高精度的進(jìn)給系統(tǒng)。 內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu) 4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)3 3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法雙螺母消隙雙螺母消隙通常采用預(yù)加載荷的方法來減小彈性變形所帶來的軸向通常采用預(yù)加載荷的方法來減小彈性變形所帶來的軸向間隙，以保證反向傳動精度和軸向剛度。間隙，以保證反向傳動精度和軸向剛度。4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)（1 1）墊片調(diào)隙式）墊片調(diào)隙式（2 2）螺紋調(diào)隙式）螺紋調(diào)隙式3 3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)（3）齒差調(diào)隙式）齒差調(diào)隙式 在兩個螺母的凸緣上各制

24、在兩個螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與套筒有圓柱外齒輪，分別與套筒兩端內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)兩端內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)相差一個齒。調(diào)整時，讓兩相差一個齒。調(diào)整時，讓兩個螺母相對于套筒方向都轉(zhuǎn)個螺母相對于套筒方向都轉(zhuǎn)動一個齒，然后再插入內(nèi)齒動一個齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個螺母便產(chǎn)生相對圈，則兩個螺母便產(chǎn)生相對角位移，其軸向位移量角位移，其軸向位移量s=（1/z1-1/z2)Pn。齒差調(diào)隙式齒差調(diào)隙式 能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方便、可靠，結(jié)構(gòu)尺寸較大，多能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方便、可靠，結(jié)構(gòu)尺寸較大，多用于高精度的傳動。用于高精度的傳動。 3 3、滾珠絲杠螺母副間隙的調(diào)整方法、滾珠絲杠螺母副間隙的

25、調(diào)整方法單螺母消隙單螺母消隙（4 4）單螺母變位螺距預(yù)緊）單螺母變位螺距預(yù)緊4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)（5 5）單螺母螺釘預(yù)緊）單螺母螺釘預(yù)緊 螺母在專業(yè)生產(chǎn)工廠完成精磨之后，沿徑向開一薄槽，螺母在專業(yè)生產(chǎn)工廠完成精磨之后，沿徑向開一薄槽，通過內(nèi)六角調(diào)整螺釘實現(xiàn)間隙的調(diào)整和預(yù)緊。間隙的調(diào)整和通過內(nèi)六角調(diào)整螺釘實現(xiàn)間隙的調(diào)整和預(yù)緊。間隙的調(diào)整和預(yù)緊極為方便。預(yù)緊極為方便。 4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)滾珠絲杠的支撐方式滾珠絲杠的支撐方式(a)(a)僅一端裝推力軸承；僅一端裝推力軸承；(b)(b)一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承；一端裝推力軸承，另一端裝深溝球軸承；(c)兩端裝推力軸承兩端裝推

26、力軸承，(d)兩端裝推力軸承和深溝球軸承兩端裝推力軸承和深溝球軸承 4 4、滾珠絲杠的支撐、滾珠絲杠的支撐4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)5 5、滾珠絲杠副的制動裝置、滾珠絲杠副的制動裝置 機(jī)床工作時，電磁鐵通電，機(jī)床工作時，電磁鐵通電，使摩擦離合器脫開，運動由電機(jī)使摩擦離合器脫開，運動由電機(jī)經(jīng)減速齒輪傳給絲杠，使主軸箱經(jīng)減速齒輪傳給絲杠，使主軸箱上、下移動。當(dāng)加工完畢或中間上、下移動。當(dāng)加工完畢或中間停車時，電機(jī)和電磁鐵同時斷電，停車時，電機(jī)和電磁鐵同時斷電，借壓力彈簧作用合上摩擦離合器，借壓力彈簧作用合上摩擦離合器，使絲杠不能轉(zhuǎn)動，主軸箱便不會使絲杠不能轉(zhuǎn)動，主軸箱便不會下落。下落。 數(shù)控銑鏜

27、床主軸箱進(jìn)給絲杠數(shù)控銑鏜床主軸箱進(jìn)給絲杠制動示意圖制動示意圖 4.4.2 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)1 1、直齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法、直齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法1 1）偏心套調(diào)整法）偏心套調(diào)整法偏心套消除間隙結(jié)構(gòu)偏心套消除間隙結(jié)構(gòu) 4.4 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)2 2）錐度齒輪軸向墊片調(diào)整法）錐度齒輪軸向墊片調(diào)整法錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)錐度齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu) 4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)3 3）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法）雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法雙片薄齒輪錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)雙片薄齒輪錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)(a)結(jié)構(gòu)一；結(jié)構(gòu)一；(b)結(jié)構(gòu)二結(jié)構(gòu)

28、二 4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu) 1）斜齒輪軸向墊片調(diào)整法）斜齒輪軸向墊片調(diào)整法 薄片斜齒輪薄片斜齒輪1和和2的齒形拼裝的齒形拼裝在一起加工，裝配時在兩薄片齒在一起加工，裝配時在兩薄片齒輪間裝入已知厚度為輪間裝入已知厚度為t的墊片的墊片3，這樣螺旋線便錯開了，使兩薄片這樣螺旋線便錯開了，使兩薄片斜齒輪分別與寬齒輪斜齒輪分別與寬齒輪4的左、右的左、右齒面貼緊，從而消除間隙。齒面貼緊，從而消除間隙。 承載能力較小，且不能自動承載能力較小，且不能自動補(bǔ)償消除間隙，屬剛性消除間隙補(bǔ)償消除間隙，屬剛性消除間隙的范疇。的范疇。斜齒輪軸向墊片消除斜齒輪軸向墊片消除間隙結(jié)構(gòu)間隙結(jié)構(gòu) 2 2、斜齒圓柱齒輪傳

29、動副消除間隙的方法、斜齒圓柱齒輪傳動副消除間隙的方法4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)2 2）斜齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法）斜齒輪軸向壓簧錯齒調(diào)整法軸向尺寸較大，只適合于負(fù)載較小的場合。軸向尺寸較大，只適合于負(fù)載較小的場合。 斜齒輪軸向壓簧錯齒消除間隙結(jié)構(gòu)斜齒輪軸向壓簧錯齒消除間隙結(jié)構(gòu) 4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)4 4、錐齒輪傳動副消除間隙的方法、錐齒輪傳動副消除間隙的方法錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)構(gòu)錐齒輪軸向壓簧消除間隙結(jié)構(gòu) 1 1）錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法）錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)2 2）錐齒輪周向彈簧調(diào)整法）錐齒輪周向彈簧調(diào)整法錐齒輪周向彈簧消除間隙結(jié)構(gòu)錐齒輪周向彈

30、簧消除間隙結(jié)構(gòu) 4.4.3 傳動齒輪間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)5 5、齒輪齒條傳動副消除間隙的方法、齒輪齒條傳動副消除間隙的方法 如果通過彈簧在軸如果通過彈簧在軸2 2上作用一個軸向力上作用一個軸向力F F，使斜齒輪產(chǎn)生，使斜齒輪產(chǎn)生微量軸向移動，這時軸微量軸向移動，這時軸1 1和軸和軸3 3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，使齒輪度，使齒輪4 4和和5分別與齒條的兩齒面貼緊，從而消除間隙。分別與齒條的兩齒面貼緊，從而消除間隙。 齒輪齒條消除間隙結(jié)構(gòu)齒輪齒條消除間隙結(jié)構(gòu) 錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器錐環(huán)無鍵消隙聯(lián)軸器1 1、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器、錐環(huán)無鍵聯(lián)軸器4.4 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.4 聯(lián)

31、軸器聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器 4.4.4 聯(lián)軸器2 2、套筒式聯(lián)軸器、套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器套筒式聯(lián)軸器(a)結(jié)構(gòu)一；結(jié)構(gòu)一；(b)結(jié)構(gòu)二；結(jié)構(gòu)二；(c)結(jié)構(gòu)三結(jié)構(gòu)三 其結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，但拆裝困難其結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小，但拆裝困難( (要求兩中心軸線要求兩中心軸線嚴(yán)格對準(zhǔn)嚴(yán)格對準(zhǔn)) )，使用受到一定限制。，使用受到一定限制。4.4.4 聯(lián)軸器1 1、對導(dǎo)軌的要求、對導(dǎo)軌的要求 4.4 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動系統(tǒng)4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌 1 1）高的導(dǎo)向精度。）高的導(dǎo)向精度。 2 2）良好的耐磨性。）良好的耐磨性。 3）足夠的剛度。）足夠的剛度。 4）具有低速運動的平穩(wěn)性。）

32、具有低速運動的平穩(wěn)性。 （1)1)直線滾動導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌2、滾動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌 導(dǎo)軌體固定在不動部件上，滑導(dǎo)軌體固定在不動部件上，滑塊固定在運動部件上。塊固定在運動部件上。 除導(dǎo)向外還能承受顛覆力矩，除導(dǎo)向外還能承受顛覆力矩，其制造精度高，可高速運行，并其制造精度高，可高速運行，并能長時間保持精度，通過預(yù)加負(fù)能長時間保持精度，通過預(yù)加負(fù)載可提高剛性，具有自調(diào)的能力，載可提高剛性，具有自調(diào)的能力，安裝基面允許誤差大。安裝基面允許誤差大。 直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu) 4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（2

33、2）滾動導(dǎo)軌塊）滾動導(dǎo)軌塊 滾動導(dǎo)軌塊多用于中等負(fù)滾動導(dǎo)軌塊多用于中等負(fù)荷導(dǎo)軌。使用時導(dǎo)軌塊裝在運荷導(dǎo)軌。使用時導(dǎo)軌塊裝在運動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用動部件上，每一導(dǎo)軌應(yīng)至少用兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目兩塊或更多塊，導(dǎo)軌塊的數(shù)目取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大取決于導(dǎo)軌的長度和負(fù)載的大小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼小。與之相對的導(dǎo)軌多用鑲鋼淬火導(dǎo)軌。淬火導(dǎo)軌。 滾柱式滾動導(dǎo)軌塊滾柱式滾動導(dǎo)軌塊 (a)單元滾動塊單元滾動塊;(b)在加工中心上的應(yīng)用在加工中心上的應(yīng)用 4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌（3 3）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊）滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊 為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)為了提高滾動導(dǎo)軌的剛度，

34、應(yīng)對滾動導(dǎo)軌進(jìn)行預(yù)緊。預(yù)緊可提高接觸剛度，消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可緊可提高接觸剛度，消除間隙；在立式滾動導(dǎo)軌上，預(yù)緊可防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法：防止?jié)L動體脫落和歪斜。常見的預(yù)緊方法：采用過盈配合。采用過盈配合。調(diào)整法。調(diào)整螺釘、斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊。調(diào)整法。調(diào)整螺釘、斜塊或偏心輪來進(jìn)行預(yù)緊。4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊方法(a)(a)滾柱或滾針導(dǎo)軌自由支撐滾柱或滾針導(dǎo)軌自由支撐;(b);(b)滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷；滾柱或滾針導(dǎo)軌預(yù)加載荷； (c)(c)交叉式滾柱導(dǎo)軌交叉式滾柱導(dǎo)軌;(d);(d)循環(huán)式滾動導(dǎo)軌塊循環(huán)式滾動導(dǎo)軌塊 4.4.5

35、 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌3、滑動導(dǎo)軌、滑動導(dǎo)軌滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀滑動導(dǎo)軌常見的截面形狀(a)矩形導(dǎo)軌；矩形導(dǎo)軌；(b)三角形導(dǎo)軌；三角形導(dǎo)軌；(c)燕尾燕尾槽導(dǎo)軌；槽導(dǎo)軌；(d)圓柱形導(dǎo)軌圓柱形導(dǎo)軌 在矩形和三角形導(dǎo)軌在矩形和三角形導(dǎo)軌中，中，M面主要起支撐作用，面主要起支撐作用，N面是保證直線移動精度面是保證直線移動精度的導(dǎo)向面，的導(dǎo)向面，J面是防止運面是防止運動部件抬起的壓板面；動部件抬起的壓板面；而在燕尾形導(dǎo)軌中，而在燕尾形導(dǎo)軌中，M面面起導(dǎo)向和壓板作用，起導(dǎo)向和壓板作用，J面面起支撐作用。起支撐作用。 在數(shù)控機(jī)床上，滑動導(dǎo)軌的組合形式主要是在數(shù)控機(jī)床上，滑動導(dǎo)軌的組合形式主要是三角形配矩三

36、角形配矩形式形式和和矩形配矩形式矩形配矩形式。只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式。只有少部分結(jié)構(gòu)采用燕尾式。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床采用現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床采用鑄鐵鑄鐵- -塑料滑動導(dǎo)軌塑料滑動導(dǎo)軌和和鑲鋼鑲鋼- -塑料滑動塑料滑動導(dǎo)軌導(dǎo)軌。導(dǎo)軌上的塑料常用。導(dǎo)軌上的塑料常用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和和環(huán)氧型耐磨環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層導(dǎo)軌涂層兩類。兩類。4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌 聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶 以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、以聚四氟乙烯為基體，加入青銅粉、二硫化鉬和石墨等填充劑混合燒結(jié)，并做成軟帶狀。特點：二硫化鉬和石墨等填充劑混合燒結(jié)，并做成軟帶狀。特點：（1）摩擦特性好）摩擦特性好

37、圖中圖中 Turcite-B 和和 TSF 分別分別是美國霞板公司和廣州機(jī)床研究是美國霞板公司和廣州機(jī)床研究所生產(chǎn)的聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。所生產(chǎn)的聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶。采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的摩擦采用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶的摩擦副的摩擦系數(shù)小，靜、動摩擦系副的摩擦系數(shù)小，靜、動摩擦系數(shù)差別小，且曲線斜率為正值。數(shù)差別小，且曲線斜率為正值。這種良好的摩擦特性能防止導(dǎo)軌這種良好的摩擦特性能防止導(dǎo)軌低速爬行，使運行平穩(wěn)和獲得高低速爬行，使運行平穩(wěn)和獲得高的定位精度。的定位精度。 摩擦摩擦 - 速度曲線速度曲線1 一鑄鐵一鑄鐵 - 鑄鐵鑄鐵 ； 2 Turcite-B- 鑄鐵鑄鐵 ( 干摩擦干摩擦 ) ；3

38、Turcite-B- 鑄鐵鑄鐵 ( 機(jī)機(jī)油油 ) ； 4 TSF- 鑄鐵鑄鐵 ( 干摩干摩擦擦 ) ；5 TSF- 鑄鐵鑄鐵 ( 機(jī)油機(jī)油 ) 首先，將導(dǎo)軌粘貼面加工至表面粗糙度為首先，將導(dǎo)軌粘貼面加工至表面粗糙度為 3.21.6 的表面，的表面，為了對軟帶起定位作用，導(dǎo)軌粘貼面應(yīng)加工成為了對軟帶起定位作用，導(dǎo)軌粘貼面應(yīng)加工成 0.5 1.0mm 深的深的凹槽，用汽油或金屬清潔劑或丙酮清洗粘接面后，用膠粘劑粘合，加凹槽，用汽油或金屬清潔劑或丙酮清洗粘接面后，用膠粘劑粘合，加壓初固化壓初固化 12 小時后再合攏到配對的固定導(dǎo)軌或?qū)Ｓ脢A具上，施以小時后再合攏到配對的固定導(dǎo)軌或?qū)Ｓ脢A具上，施以一定壓力，并在室溫下固化一定壓力，并在室溫下固化 24 小時，取下清除余膠，即可開油槽和小時，取下清除余膠，即可開油槽和進(jìn)行精加工。進(jìn)行精加工。 （2）耐磨性）耐磨性（3）減振性好）減振性好 （4）工藝性好）工藝性好4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌鑲粘塑料鑲粘塑料金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)金屬導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) 4.4.5 數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌4 4、靜壓導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通以在兩個相對運動的導(dǎo)軌面間通以壓力油，將運動件浮起，使導(dǎo)軌面間壓力油，將運動件浮起，使導(dǎo)軌面間處于