数控机床的机械结构与传动

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1、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

2、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第一节概述1.1数控机床机械结构的特点第一节概述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

3、控机床的机械结构与传动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二节数控机床

4、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

5、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

6、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，以保证反向时的运动精度。所谓轴向间隙是指丝杠和螺母无相对转动时，丝杠和螺母之间的最大轴向窜动。它除了结构本身的游隙之外，还包括在施加轴向载荷之后弹性变形所造成的窜动。因此要把轴向间隙完全消除比较困难，通常采用双螺母预紧的方法，把弹性变形控制在允许的范围内。1）用锁紧螺母预紧；2）修磨垫片调间隙；3）齿差式调整第二章数控机床的机械结构与

7、传动2.1滚珠丝杠螺母结构第二节数控机床的典型机械结构2.2齿轮传动间隙消除结构刚性调整法是调整后齿侧间隙不能自动补偿的调整法消除间隙的方法柔性调整法是调整之后齿侧间隙仍可自动补偿的调整法第二章数控机床的机械结构与传动第二节数控机床的典型机械结构2.3机床导轨第二章数控机床的机械结构与传动对导轨的基本要求导轨质量对机床的刚度、加工精度和使用寿命具有很大的影响，作为机床进给系统的重要环节，数控机床的