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數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)及傳動裝置
日期：2010年06月11 來源：沈陽機(jī)床集團(tuán) 關(guān)鍵字：數(shù)控機(jī)床
數(shù)控車床進(jìn)給傳動系統(tǒng)及傳動裝置
1．進(jìn)給傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)
數(shù)控車床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)是控制膏軸、z軸伺服系統(tǒng)的主要組成部分。它將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為刀架的直線運(yùn)動，而且對移動精度要求很高，x軸最小移動量為0．0005mm(直徑編程)，z軸最小移動量為o 00lmm。采用滾珠絲杠螺母傳動副，可以有效地提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度和防止爬行。另外，消除絲杠螺母的配合間隙和絲杠兩端的軸承間隙，也有利于提高傳動精度。
數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)采用伺服電動機(jī)驅(qū)動，通過滾珠絲杠螺母帶動刀架移動，所以，刀架的快速移動和進(jìn)給為同一傳動路線。
2．對進(jìn)給系統(tǒng)的性能要求
數(shù)控車床進(jìn)給傳動裝置的精度、靈敏度和穩(wěn)定性，將直接影響工件的加工精度，其進(jìn)給傳動裝置結(jié)構(gòu)外觀如圖6—43所示。為此，數(shù)控車床的進(jìn)給傳動系統(tǒng)必須滿足下列要求。
(1)提高傳動精度和剛度，消除傳動間隙。從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面考慮，進(jìn)給傳動系統(tǒng)的傳動精度和剮度主要取決于絲杠螺母副、傳動齒輪副的傳動精度及其支承結(jié)構(gòu)的剛度。加大絲杠直徑，對絲杠螺母副、支承部件、絲杠本身施加預(yù)緊力，是提高傳動剛度的有效措施。傳動間隙主要來自于傳動齒輪副、絲杠螺母副及其支承部件之間，因此，進(jìn)給傳動系統(tǒng)中廣泛采用施加預(yù)緊力或其他消除間隙(縮短傳動鏈及采用高精度的傳動裝置)的措施來提高傳動度。
(2)減小摩擦阻力。為了提高數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能，除了對伺服元件提出要求外，還必須減小運(yùn)動件之間的摩擦阻力和動、靜摩擦力之差。在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，為了減小摩擦阻力，普遍采用滾珠絲杠螺母副、靜壓絲杠螺母副、滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)軌等。
(3)減小運(yùn)動部件慣量。傳動部件的慣量對伺服機(jī)構(gòu)的啟動和制動特性都有影響，尤其是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的零件。因此，在滿足部件強(qiáng)度和剛度的前提下．應(yīng)盡可能減小運(yùn)動部件的質(zhì)量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和重量，以降低其慣量。
(4)系統(tǒng)要有適度阻尼。阻尼一方面降低進(jìn)給伺服系統(tǒng)的快速響應(yīng)性，另一方面增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在剛度不足時(shí)，運(yùn)動件之間的運(yùn)動阻尼對降低工作臺爬行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性起重要作用。
3．進(jìn)給系統(tǒng)傳動裝置
(1)置軸進(jìn)給傳動裝置。圖6一“是數(shù)控車床蓋軸進(jìn)給傳動裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。Ac伺服電動機(jī)15經(jīng)同步帶輪14和10以及同步帶12帶動滾珠絲杠6回轉(zhuǎn)，并通過螺母7帶動刀架2l沿滑板l的導(dǎo)軌移動，實(shí)現(xiàn)x軸的進(jìn)給運(yùn)動，見圖6一
“(b)。脈沖編碼器16安裝在伺服電動機(jī)的尾部。件5和件8是緩沖塊，在出現(xiàn)意外碰撞時(shí)起保護(hù)作用。
滾珠絲杠前軸承座4用螺釘20固定在滑板上(見A—A剖面圖)。滑板導(dǎo)軌為矩形導(dǎo)軌，鑲條17、18、19用來調(diào)整刀架與滑板導(dǎo)軌的間隙。
件22為導(dǎo)軌護(hù)板，件26、27為機(jī)床參考點(diǎn)的限位開關(guān)和撞塊。鑲條23、24、25用于調(diào)整滑板與床身導(dǎo)軌的間隙。
因?yàn)轫斆鎸?dǎo)軌與水平面傾斜30。，回轉(zhuǎn)刀架的自身重力使其下滑，滾珠絲杠和螺母不
能以自鎖阻止其下滑，故機(jī)床依靠Ac伺服電動機(jī)的電磁制動來實(shí)現(xiàn)自鎖。
(2)z軸進(jìn)給傳動裝置。數(shù)控車床z軸進(jìn)給傳動裝置。Ac伺服電動機(jī)14經(jīng)同步帶11傳動到滾珠絲杠5，由螺母4帶動滑板連同刀架沿床身13的矩形導(dǎo)軌移動，實(shí)現(xiàn)z軸的進(jìn)給運(yùn)動。電動機(jī)軸與同步帶輪12之間用錐環(huán)無鍵連接，局部放大視圖中，19和20是錐面相互配合的內(nèi)錐環(huán)和外錐環(huán)，當(dāng)擰緊螺釘17時(shí)，
法蘭18的端面壓迫外錐環(huán)20，使其向外膨脹，內(nèi)錐環(huán)19受力后向電動機(jī)軸收縮，從而使電動機(jī)軸與同步帶輪12連接在一起，這種連接方式無需在被連接件上開鍵槽，而且兩錐環(huán)的內(nèi)外圓錐面壓緊后，使連接配合面無間隙，對中性較好。選用錐環(huán)對數(shù)的多少．取決于所傳遞扭矩的大小。
滾珠絲杠的支承形式為左端固定，右端浮動，留有絲杠受熱膨脹后軸向伸長的余地。件3和6為緩沖擋塊，起超程保護(hù)作用。B向視圖中的螺釘lo將滾珠絲杠的右支承軸承座9固定在床身13上。
z軸進(jìn)給裝置的脈沖編碼器1與滾珠絲杠5相連接，直接檢測絲杠的回轉(zhuǎn)角度，從而提高系統(tǒng)對z向進(jìn)給的精度控制。
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