數(shù)控機床原理、結(jié)構(gòu)與維修第4章 數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)

1、數(shù)控機床原理、結(jié)構(gòu)與維修 主編張平亮 第4章數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)4.1概述4.2齒輪傳動副4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動第4章數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)圖4-1數(shù)控工作臺傳動系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)圖1直流伺服電動機2滑塊聯(lián)軸器3滾珠絲杠4左螺母5鍵6半圓墊片7右螺母8螺母座4.1概述4.1.1對進給傳動系統(tǒng)的要求為確保數(shù)控機床進給系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性等，在設(shè)計機械傳動裝置時，應(yīng)符合如下要求：1)減小運動件的摩擦阻力和動、靜摩擦力之差，以提高數(shù)控機床進給系統(tǒng)的快速響應(yīng)性能和運動精度。2)減少高速運轉(zhuǎn)零部件的轉(zhuǎn)動慣量對伺服機構(gòu)的起動和制動特性的影響；減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)

2、量，以減小運動部件的蝸桿副的嚙合側(cè)隙對傳動、定位精度的影響，如采用雙導(dǎo)程蝸桿蝸輪。3)使進給傳動裝置有高的傳動精度與定位精度，對采用步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)尤其如此。4.1概述4)工作進給調(diào)速范圍寬，可達36000mm/min(調(diào)速范圍1 2000)；精密定位，伺服系統(tǒng)的低速趨近速度達0.1mm/min；快速移動速度應(yīng)高達15m/min。5)響應(yīng)速度要快。6)消除傳動間隙，減小反向死區(qū)誤差。7)穩(wěn)定性好、壽命長。8)便于維護和保養(yǎng)，最大限度地減小維修工作量，以提高機床的利用率。4.1.2聯(lián)軸器4.1概述聯(lián)軸器是用來聯(lián)接進給機構(gòu)的兩根軸，使之一起回轉(zhuǎn)，以傳遞轉(zhuǎn)矩和運動的一種裝置。機器運轉(zhuǎn)時，

3、被聯(lián)接的兩軸不能分離，只有停機后，將聯(lián)軸器拆開，兩軸才能脫開。目前聯(lián)軸器的類型繁多，有液壓式、電磁式和機械式；而機械式聯(lián)軸器是應(yīng)用最廣泛的一種，它借助于機械構(gòu)件相互間的機械作用力來傳遞轉(zhuǎn)矩，大致可作如下劃分：1.套筒聯(lián)軸器圖4-2套筒聯(lián)軸器a)鍵聯(lián)接b)錐銷聯(lián)接c)十字滑塊聯(lián)軸節(jié)4.1概述2.凸緣聯(lián)軸器圖4-3凸緣式聯(lián)軸器3.彈性聯(lián)軸器4.1概述圖4-4直接聯(lián)接電動機軸和絲杠的彈性聯(lián)軸器4.1概述4.安全聯(lián)軸器圖4-5安全聯(lián)軸器工作原理【實例4-1】TND360型數(shù)控車床的安全聯(lián)軸器4.1概述圖4-6TND360型數(shù)控車床的縱向滑板的傳動系統(tǒng)圖1旋轉(zhuǎn)變壓器和測速發(fā)電機2直流伺服電動機3錐環(huán)4、

4、6半聯(lián)軸器5滑環(huán)7鋼片8碟形彈簧9套10滾珠絲杠11墊圈12、13、14滾針軸承15堵頭16壓緊螺釘17壓緊外環(huán)18壓緊內(nèi)環(huán)19壓緊套4.2齒輪傳動副圖4-7偏心軸套式調(diào)整間隙機構(gòu)1、3齒輪2偏心軸套4.2齒輪傳動副1.直齒圓柱齒輪副消除間隙的方法(1)偏心軸調(diào)整法如圖4-7所示為偏心軸套式調(diào)整間隙結(jié)構(gòu)，齒輪1裝在偏心軸套2上，可以通過偏心軸套2調(diào)整齒輪1和齒輪3之間的中心距來消除齒輪傳動副的齒側(cè)間隙。(2)錐度調(diào)整法如圖4-8所示為用一個帶有錐度的齒輪來消除間隙的結(jié)構(gòu)。(3)雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法圖4-9所示為雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法。圖4-8錐度齒輪調(diào)整法4.2齒輪傳動副圖4-9雙片薄齒輪錯齒消

5、隙結(jié)構(gòu)4.2齒輪傳動副圖4-10斜齒輪墊片調(diào)整法1、2薄片斜齒輪3墊片4寬齒輪4.2齒輪傳動副2.斜齒圓柱齒輪副消除間隙的方法(1)軸向墊片調(diào)整法如圖4-10所示為斜齒輪墊片調(diào)整法，其原理與錯齒調(diào)整法相同。(2)軸向壓簧調(diào)整法圖4-11是斜齒輪軸向壓簧錯齒消隙結(jié)構(gòu)。圖4-11斜齒輪軸向壓簧錯齒消隙結(jié)構(gòu)1、2薄片斜齒輪3彈簧4寬齒輪5螺母4.2齒輪傳動副3.錐齒輪傳動副消隙間隙的方法(1)軸向壓簧調(diào)整法如圖4-12為錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法。圖4-12錐齒輪軸向壓簧調(diào)整法4.2齒輪傳動副圖4-13錐齒輪周向彈簧調(diào)整法(2)周向彈簧調(diào)整法圖4-13為錐齒輪周向彈簧調(diào)整法。4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副4.

6、3.1滾珠絲杠副1.滾珠絲杠副原理及特點圖4-14滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)原理4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副1)摩擦損失小，傳動效率高，可達90%96%，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)絲杠螺母副的1/41/3。2)采用雙螺母預(yù)緊后，可消除絲杠和螺母的螺紋間隙，提高了傳動剛度。3)摩擦阻力小，動、靜摩擦力之差極小，能保證運動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象。4)不能自鎖，有可逆性，既能將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，又能將直線運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。5)運動速度受到一定限制，傳動速度過高時，滾珠在其回路管道內(nèi)易產(chǎn)生卡珠現(xiàn)象。6)制造工藝復(fù)雜。2.滾珠的循環(huán)方式4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副(1)外循環(huán)外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過程結(jié)束后通過螺母

7、外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母中重新進入循環(huán)。圖4-15常用的外循環(huán)滾珠絲杠a)端蓋式b)插管式c)螺旋槽式4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副(2)內(nèi)循環(huán)如圖4-16所示為內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠。圖4-16內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠1凸鍵2、3反向槽4絲杠5鋼珠6螺母7反向器4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副3.滾珠絲杠副的參數(shù)(1)公稱直徑d0滾珠與螺紋滾道在理論接觸角狀態(tài)時包絡(luò)滾珠球心的圓柱直徑，它是滾珠絲杠副的特征尺寸。圖4-17基本參數(shù)a)滾珠絲杠副軸向剖面圖b)滾珠絲杠副法向剖面圖4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副(2)導(dǎo)程L絲杠相對螺母旋轉(zhuǎn)任意弧度時，螺母上基準(zhǔn)點的軸向位移。(3)基本導(dǎo)程L0絲杠相對于螺母旋轉(zhuǎn)2時，螺母上

8、的基準(zhǔn)點軸向位移。(4)接觸角在螺紋滾道法向剖面內(nèi)，滾珠球心與滾道接觸點的連線和螺紋軸線的垂直線間的夾角，理想接觸角等于45。(5)滾珠直徑db、滾珠直徑db應(yīng)根據(jù)軸承廠提供的尺寸選用。(6)滾珠的工作圈數(shù)i在每一個循環(huán)回路中，由于各圈滾珠所受的軸向負(fù)載是不均勻的，第一圈滾珠承受總負(fù)載的50%左右，第二圈約承受30%，第三圈約為20%。(7)滾珠的總數(shù)N若設(shè)計計算時超過規(guī)定的最大值，則因流通不暢容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副(8)其他參數(shù)除了上述參數(shù)外，滾珠絲杠副還有絲杠螺紋大徑d、絲杠螺紋小徑d1，螺紋全長L、螺母螺紋大徑D、螺母螺紋小徑D1、滾道圓弧偏心距P、滾道圓弧半徑R等

9、參數(shù)。4.滾珠絲杠副的標(biāo)注與精度(1)滾珠絲杠副的標(biāo)注方法(2)滾珠絲杠副的精度精度等級標(biāo)號及選擇見表4-2。4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副表4-1預(yù)緊方式預(yù)緊方式標(biāo)記代號預(yù)緊方式標(biāo)記代號單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊B雙螺母螺紋預(yù)緊W雙螺母墊片預(yù)緊D單螺母無預(yù)緊L雙螺母齒差預(yù)緊C4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副表4-2精度等級標(biāo)號及選擇精度等級分1、2、3、4、5、7和10級。1級精度最高，依次遞減精度等級標(biāo)號應(yīng)用范圍5普通機床4，3數(shù)控鉆床、數(shù)控車床、數(shù)控銑床、機床改造2，1數(shù)控磨床、數(shù)控線切割機床、數(shù)控鏜床、坐標(biāo)鏜床、MC、儀表機床4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副(3)尺寸系列國際標(biāo)準(zhǔn)化ISO中規(guī)定，公稱直徑系列為

10、：6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、20mm、25mm、32mm、40mm、50mm、63mm、80mm、100mm、120mm、125mm、160mm及200mm。【實例4-2】滾珠絲杠副的標(biāo)注示例5.滾珠絲杠副的選擇方法(1)精度等級的選擇應(yīng)該根據(jù)機床的精度要求來選用滾珠絲杠副的精度。(2)結(jié)構(gòu)尺寸的選擇滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)尺寸主要有：絲杠的名義直徑d0，基本導(dǎo)程L0、導(dǎo)程L、滾珠直徑db等，尤其是名義直徑與剛度直接相關(guān)，直徑大、承載能力和剛度越大，但直徑大轉(zhuǎn)動慣量也隨之增加，使系統(tǒng)的靈敏度降低。4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副(3)滾珠絲杠副選擇和驗算在選用滾珠絲杠副時，必須知道實際的工

11、作條件，應(yīng)知道最大的工作載荷(或平均工作載荷)、最大載荷作用下的使用壽命、絲杠的工作長度(或螺母的有效行程)、絲杠的轉(zhuǎn)速(或平均轉(zhuǎn)速)、滾道的硬度及絲杠的工況。1)機床定位精度要求與絲杠精度。2)滾珠絲杠的剛性。3)滾珠絲杠副的臨界轉(zhuǎn)速4)滾珠絲杠副的壽命計算【實例4-3】滾珠絲杠的安裝示例4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副圖4-18滾珠絲杠安裝4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副圖4-18滾珠絲杠安裝(續(xù))4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副6.滾珠絲杠副的維護(1)支承軸承的定期檢查應(yīng)定期檢查絲杠支承與床身的聯(lián)接是否有松動以及支承軸承是否損壞等。(2)滾珠絲杠副的潤滑和密封滾珠絲杠副也可用潤滑劑來提高耐磨性及傳動效率

12、。(3)滾珠絲杠副常用防塵密封圈和防護罩1)密封圈。2)防護罩。圖4-19鋼帶纏卷式絲杠防護裝置原理圖1支承滾子2張緊輪3鋼帶4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副4.3.2靜壓絲杠副1.靜壓絲杠副應(yīng)用與結(jié)構(gòu)圖4-20靜壓絲杠副的結(jié)構(gòu)1螺母2接壓力表油孔3、5進油孔4螺母座6油塞7節(jié)流器8絲杠9螺釘10回油槽11油腔12油槽13進油槽4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副2.工作特點和原理1)靜壓絲杠的工作特點摩擦因數(shù)很小，僅為0.0005，比滾珠絲杠(摩擦因數(shù)為0.0020.005)的摩擦損失還小。起動力矩很小，傳動靈敏，避免了爬行。油膜層可以吸振，提高了運動的平穩(wěn)性，由于油液不斷流動，有利于靜熱和減少熱變形，提高

13、了機床的加工精度和表面質(zhì)量。圖4-21靜壓絲杠副的工作原理4.3數(shù)控機床用絲杠傳動副油膜層具有一定的剛度，大大減小了反向間隙，同時油膜層介于螺母與絲杠之間，對絲杠的誤差有“均化”作用，即絲杠的傳動誤差比絲杠本身的制造誤差還小。承載能力與供油壓力成正比，與轉(zhuǎn)速無關(guān)，提高供油壓力即可提高承載能力。2)工作原理由于靜壓絲杠副是在絲杠和螺母的螺旋面之間通入壓力油，使其間保持一定厚度、一定剛度的壓力油膜，因而絲杠和螺母之間為純液體摩擦，如圖4-21所示。4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動4.4.1齒輪齒條副傳動在大型數(shù)控機床(如大型數(shù)控龍門銑床)中，工作臺的行程很大。因此，它的進給運動不宜采用滾珠絲杠副

14、實現(xiàn)，因太長的絲杠易于下垂，將影響到它的螺距精度及工作性能；此外，其扭轉(zhuǎn)剛度也相應(yīng)下降，故常用齒輪齒條傳動。當(dāng)驅(qū)動負(fù)載小時，可采用雙片薄齒輪錯齒調(diào)整法，分別與齒條齒槽左、右側(cè)貼緊，而消除齒側(cè)隙。圖422是這種消除間隙方法的原理圖。進給運動由軸2輸入，通過兩對斜齒輪將運動傳給軸1和軸3，然后由兩個直齒輪4和5去傳動齒條，帶動工作臺移動，軸2上兩個斜齒輪的螺旋線方向相反。如果通過彈簧在軸2上作用一個軸向力F，則使斜齒輪產(chǎn)生微量的軸向移動，這時軸1和3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小的角度，使齒輪4和5分別與齒條的兩齒面貼緊，消除了間隙。當(dāng)驅(qū)動負(fù)載大時，采用徑向加載法消除間隙。4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳

15、動如圖4 23所示，兩個小齒輪1和6分別與齒條7嚙合，并用加載裝置4在齒輪3上預(yù)加負(fù)載，于是齒輪3使嚙合的大齒輪2和5向外伸開，與其同軸上的齒輪1、6也同時向外伸開，與齒條7上齒槽的左、右兩側(cè)相應(yīng)貼緊面無間隙，齒輪3由液壓馬達直接驅(qū)動。圖4-22雙齒輪消除間隙原理4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動圖4-23齒輪齒條傳動的齒側(cè)隙消除4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動【實例4-4】XKB-2320型數(shù)控龍門銑床齒輪齒條傳動(1)傳動原理如圖4-24所示，以液壓電動機直接驅(qū)動蝸桿6，蝸桿6同時帶動蝸輪2和7。4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動圖4-24齒輪齒條機構(gòu)傳動原理圖1、14軸齒輪2、7蝸輪3

16、雙面齒離合器4單面齒離合器5緊固螺母6蝸桿8、9斜齒輪10彈簧11、15桿12支點13杠桿16、19調(diào)節(jié)螺母17墊片18撥叉20滾輪21消除間隙板22齒條23撞塊4.4齒輪齒條副與雙導(dǎo)程蝸桿副傳動(2)反向間隙和預(yù)載力的調(diào)整當(dāng)龍門滑座反向時，傳動系統(tǒng)中所有傳動元件的受力方向隨之改變，由于傳動元件皆有彈性，各傳動元件的彈性變形方向也隨之改變，這樣也會產(chǎn)生反向間隙。圖4-25龍門縱向傳動結(jié)構(gòu)圖1、14軸齒輪2、7蝸輪3雙面齒離合器4單面齒離合器5緊固螺母6蝸桿8、9斜齒輪10彈簧11、15桿12支點13杠桿16、19調(diào)節(jié)螺母17墊片18撥叉20滾輪21消除間隙板23撞塊4.4.2雙導(dǎo)程蝸桿副傳動1

17、.雙導(dǎo)程蝸桿副的特點2.雙導(dǎo)程蝸桿副的工作原理1.雙導(dǎo)程蝸桿副的特點1)嚙合間隙可調(diào)整得很小，根據(jù)實際經(jīng)驗，側(cè)隙調(diào)整可以小到0.010.015mm。2)普通蝸桿副是以蝸桿沿蝸輪作徑向移動來調(diào)整嚙合側(cè)隙，因而改變了傳動副的中心距，從嚙合原理角度看，這是很不合理的。3)雙導(dǎo)程蝸桿副使用修磨調(diào)整環(huán)來控制調(diào)整量，調(diào)整準(zhǔn)確，方便可靠；而普通蝸桿副的徑向調(diào)整量較難掌握，調(diào)整時也容易產(chǎn)生蝸桿軸線歪斜。4)雙導(dǎo)程蝸桿副的蝸桿支承直接安置在支座上，只需保證支承中心線與蝸輪中截面重合，中心距公差可略微放寬，裝配時，用調(diào)整環(huán)來獲得合適的嚙合側(cè)隙，這是普通蝸桿副無法辦到的。2.雙導(dǎo)程蝸桿副的工作原理圖4-26雙導(dǎo)程蝸

18、桿齒形2.雙導(dǎo)程蝸桿副的工作原理圖4-27數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺1軸承2蝸桿3軸承4壓塊5螺釘6螺母7調(diào)整套8蝸輪4.5靜壓蝸桿蝸輪條副與直線電動機傳動4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動4.5.2直線電動機傳動4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動1.靜壓蝸桿蝸條副的工作原理圖4-28蝸桿蝸輪條傳動機構(gòu)1蝸輪條2蝸桿4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動圖4-29蝸桿蝸輪條工作原理1油箱2濾油器3液壓泵4電動機5溢流閥6粗濾油器7精濾油器8壓力表9壓力繼電器10節(jié)流器4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動2.靜壓蝸桿蝸輪條副的特點1)摩擦阻力小，起動摩擦因數(shù)小于0.0005，功率消耗少，傳動效率高，可達0.940.98,很低的速

19、度下運動也很平穩(wěn)。2)使用壽命長，齒面不直接接觸，不宜磨損，能長期保持精度。3)抗振性能好，油腔內(nèi)的壓力油層有良好的吸振能力。4)有足夠的軸向剛度。5)蝸輪條能無限接長，因此，運動部件的行程可以很長，不像滾珠絲杠那樣受結(jié)構(gòu)的限制。3.靜壓蝸桿蝸輪條副的材料鋼蝸桿配鑄鐵蝸輪條。鋼蝸桿配鑄鐵基體涂有SKC3耐磨涂層的蝸輪條。銅蝸桿配鋼蝸輪條或鑄鐵蝸輪條。4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動4.傳動方案1)蝸桿箱固定，蝸輪條固定在運動件上，如圖4-30所示。2)蝸輪條固定，蝸桿箱固定在運動件上，如圖4-31所示。4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動圖4-30蝸桿箱固定式1蝸輪條2聯(lián)軸器3進給箱4伺服電動機5蝸桿

20、4.5.1靜壓蝸桿蝸輪條副傳動圖4-31蝸桿箱移動式1蝸桿2蝸輪條3進給箱4伺服電動機5蝸桿箱6變速齒輪4.5.2直線電動機傳動圖4-32直線電動機進給系統(tǒng)外觀1導(dǎo)軌2次級3初級4檢測系統(tǒng)4.5.2直線電動機傳動1)直線伺服電動機的電磁力直接作用于運動體(工作臺)上，而不用機械聯(lián)接，因此沒有機械滯后或齒距周期誤差，精度完全取決于反饋系統(tǒng)的檢測精度。2)直線電動機上裝配全數(shù)字伺服系統(tǒng)，可以達到極好的伺服性能。3)直線電動機系統(tǒng)在動力傳動中由于沒有低效率的中介傳動部件而能達到高效率，可獲得很好的動態(tài)剛度(動態(tài)剛度即為在脈沖負(fù)荷作用下，伺服系統(tǒng)保持其位置的能力)。4)直線電動機驅(qū)動系統(tǒng)由于無機械零件

21、相互接觸，因此無機械磨損，也就不需要定期維護，也不像滾珠絲杠那樣有行程限制,使用多段拼接技術(shù)可以滿足超長行程機床的要求。4.5.2直線電動機傳動表4-3滾珠絲杠與直線電動機的性能對比特性滾珠絲杠直線電動機最高速度0.5m/s(取決于螺距)2.0m/s(可達34m/s)最高加速度(0.51)g(1g=9.8m/)(210)g靜態(tài)剛度90180N/m70270N/m動態(tài)剛度90180N/m160210N/m穩(wěn)定時間100ms1020ms最大作用力26700N9000N可靠性600010000h50000h4.5.2直線電動機傳動5)由于直線電動機的動件(初級)已和機床的工作臺合二為一，因此，和滾珠

22、絲杠進給單元不同，直線電動機進給單元只能采用全閉環(huán)控制系統(tǒng)。圖4-33旋轉(zhuǎn)電動機展平為直線電動機的過程a)旋轉(zhuǎn)電動機b)直線電動機4.5.2直線電動機傳動1)出色的動態(tài)響應(yīng)和非常高的移動速度。 2)極好的精度(納米級)。3)安裝簡單。圖4-34直線電動機的形式4.6數(shù)控機床導(dǎo)軌4.6.1對數(shù)控機床導(dǎo)軌的要求4.6.2導(dǎo)軌的技術(shù)要求4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點4.6.1對數(shù)控機床導(dǎo)軌的要求1.導(dǎo)向精度高2.高、低速平穩(wěn)性好3.耐磨性好及壽命長(1)硬粒磨損導(dǎo)軌面間存在著的堅硬微粒、由外界或潤滑油帶入的切屑或磨粒以及微觀不平的摩擦面上的高峰，在運動過程中均會在導(dǎo)軌面產(chǎn)生機械的相互切割和銼削作用面

23、，而使導(dǎo)軌面上產(chǎn)生溝痕和劃傷，進而使導(dǎo)軌面受到破壞。(2)咬合和熱焊導(dǎo)軌面覆蓋著氧化膜(約0.025m)及氣體、蒸汽或液體的吸附膜(約0.025m),這些薄膜由于導(dǎo)軌面上局部比壓或剪切力過高而排除時，裸露的金屬表面因摩擦熱而使分子運動加快，在分子力作用下就會產(chǎn)生分子間的相互吸引和滲透而吸附在一起，導(dǎo)致冷焊。4.6.1對數(shù)控機床導(dǎo)軌的要求(3)疲勞和壓潰導(dǎo)軌面由于過載或接觸應(yīng)力不均勻而使導(dǎo)軌表面產(chǎn)生彈性變形，反復(fù)進行多次，就會形成疲勞點，呈塑性變形，表面形成龜裂和剝落而出現(xiàn)凹坑，這種現(xiàn)象叫壓潰。4.足夠的剛度5.結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好4.6.2導(dǎo)軌的技術(shù)要求(1)導(dǎo)軌的精度要求不管是V-平型還是平-

24、平型，滑動導(dǎo)軌面的平面度公差通常取0.010.015mm，長度方向直線度公差通常取為0.0050.01mm；側(cè)導(dǎo)向面的直線度公差為0.010.015mm，側(cè)導(dǎo)向面之間的平行度公差為0.010.015mm，側(cè)導(dǎo)向面對導(dǎo)軌底面的垂直度公差為0.0050.01mm。(2)導(dǎo)軌的熱處理數(shù)控機床的開動率普遍都很高，這就要求導(dǎo)軌具有較高的耐磨性，為此導(dǎo)軌大多需淬火處理。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-4各種導(dǎo)軌特點和適用范圍導(dǎo)軌類型特點適 用 范 圍滑動導(dǎo)軌普通滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，剛度好，抗振性高。缺點是在低速運動時易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象而降低運動部件的定位精度廣泛應(yīng)用于各種類型普通機床，在數(shù)控機床中

25、僅少量應(yīng)用在精度要求不高的開環(huán)系統(tǒng)及小功率閉環(huán)系統(tǒng)中4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-4各種導(dǎo)軌特點和適用范圍塑料滑動導(dǎo)軌注塑或塑料涂層導(dǎo)軌（1）摩擦因數(shù)低，動、靜摩擦因數(shù)差值小，運動平衡性和抗爬行性能較鑄鐵導(dǎo)軌副好(2)減振性好，具有良好的阻尼性。優(yōu)于接觸剛度較低的滾動導(dǎo)軌和易漂浮的靜壓導(dǎo)軌（3）耐磨性好，有自潤滑作用，無潤滑油也能工作，灰塵磨粒的嵌入性好(4)化學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨，耐低溫，耐強酸、強堿、強氧化劑及各種有機溶劑(5)維修方便，經(jīng)濟性好。軟帶耐磨，損壞后更換容易，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，約為滾動導(dǎo)軌成本的120，具有良好經(jīng)濟性目前在大型和重型機床中應(yīng)用較多4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及

26、特點表4-4各種導(dǎo)軌特點和適用范圍貼塑導(dǎo)軌不僅適用于數(shù)控機床，還適用于其他各種類型機床導(dǎo)軌，應(yīng)用日漸廣泛。在機床修理和數(shù)控化改裝中還可減少機床結(jié)構(gòu)的修改，具有較顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-4各種導(dǎo)軌特點和適用范圍導(dǎo)軌類型特點適 用 范 圍滾動導(dǎo)軌優(yōu)點是靈敏度高，摩擦阻力小，動、靜摩擦因數(shù)小，因而運動均勻，低速運動時不易出現(xiàn)“爬行”現(xiàn)象：定位精度高，重復(fù)定位誤差可達0.2m；牽引力小，移動輕便；磨損小，精度保持好，壽命長。缺點是抗振性較差，對防護要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造比較困難，成本較高廣泛應(yīng)用于需要實現(xiàn)精密位移的機床上，如坐標(biāo)鏜床、仿形機床、數(shù)控機床，在大型外圓磨床上

27、使用，可減輕阻力和發(fā)熱；在平面磨床工作臺上應(yīng)用可提高加工精度，在立式車床上使用可提高速度，在工具磨床上使用可使手搖輕便靈活4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-4各種導(dǎo)軌特點和適用范圍靜壓導(dǎo)軌導(dǎo)軌面之間為純液體摩擦，不產(chǎn)生磨損，精度保持性好，摩擦因數(shù)低（一般為00050001），低速不易產(chǎn)生“爬行”，承載能力大，剛性好；承載油膜有良好吸振作用，抗振性好。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需備置一套專門的供油系統(tǒng)在機床上得到日益廣泛的應(yīng)用4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點1.常用導(dǎo)軌的形狀(1)直線滑動導(dǎo)軌的截面形狀直線滑動導(dǎo)軌面有若干個平面，從制造、裝配和檢驗來說，平面的數(shù)量應(yīng)盡可能少，常用有矩形、三角形、燕尾形及圓

28、形表面(圖4-35)。圖4-35直線滑動導(dǎo)軌的截面形狀4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點1)矩形導(dǎo)軌如圖4-35a所示，易加工制造，承載能力較大，安裝調(diào)整方便。2)三角形導(dǎo)軌如圖4-35b所示，三角形導(dǎo)軌有兩個導(dǎo)向面，同時控制了垂直方向和水平方向的導(dǎo)向精度。3)燕尾槽導(dǎo)軌如圖4-35c所示，這是閉式導(dǎo)軌中接觸面最少的一種結(jié)構(gòu)，磨損后不能自動補償間隙，需用鑲條調(diào)整，能承受顛覆力矩，摩擦阻力較大，多用于高度小的多層移動部件。4)圓柱形導(dǎo)軌如圖4-35d所示，這種導(dǎo)軌剛度高，易制造，外徑可磨削，內(nèi)孔可珩磨達到精密配合，但磨損后間隙調(diào)整困難。(2)直線導(dǎo)軌的組合機床上一般都采用兩條導(dǎo)軌來承受載荷和導(dǎo)向。1

29、)雙三角形導(dǎo)軌。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-36導(dǎo)軌的組合2)雙矩形導(dǎo)軌。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點3)三角形-平導(dǎo)軌組合如圖4-36c所示，V形-平導(dǎo)軌組合不需用鑲條調(diào)整間隙，導(dǎo)軌精度高，加工裝配較方便，溫度變化也不會改變導(dǎo)軌面的接觸情況，但熱變形會使移動部件水平偏移，兩條導(dǎo)軌磨損也不一樣，因而對位置精度有影響，通常用于磨床、精密鏜床。4)三角形-矩形導(dǎo)軌組合圖4-36d為臥式車床的導(dǎo)軌，三角導(dǎo)軌作主要導(dǎo)向面。5)平-平-三角形導(dǎo)軌組合。1)要求導(dǎo)軌有較大的剛度和承載能力時，用矩形導(dǎo)軌，中小型機床導(dǎo)軌采用山形和矩形組合，而重型機床則采用雙矩形導(dǎo)軌。2)要求導(dǎo)向精度高的機床采用三角

30、形導(dǎo)軌，三角形導(dǎo)軌工作面同時起承載和導(dǎo)向作用，磨損后能自動補償間隙，導(dǎo)向精度高。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點3)矩形、圓形導(dǎo)軌工藝性好，制造、檢驗都方便，三角形、燕尾形導(dǎo)軌工藝性差。4)要求結(jié)構(gòu)緊湊、高度小及調(diào)整方便的機床，用燕尾形導(dǎo)軌。(3)圓周運動導(dǎo)軌它主要用于圓形工作臺、轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)塔等旋轉(zhuǎn)運動部件，常見的有平面圓環(huán)導(dǎo)軌、錐形圓環(huán)導(dǎo)軌和V形圓環(huán)導(dǎo)軌。2.數(shù)控機床常用的導(dǎo)軌(1)塑料滑動導(dǎo)軌為了提高數(shù)控機床的定位精度和運動平穩(wěn)性，目前數(shù)控機床上已廣泛采用塑料滑動導(dǎo)軌。圖4-37貼塑導(dǎo)軌的黏接4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點1)貼塑導(dǎo)軌。2)注塑導(dǎo)軌。圖4-38注塑導(dǎo)軌在機床上的應(yīng)用形式1床身2

31、工作臺3鑲條4導(dǎo)軌軟帶5下壓板4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點(2)動壓導(dǎo)軌動壓導(dǎo)軌的工作原理與動壓軸承相同，它們都借助于導(dǎo)軌面間的相對運動，形成壓力油楔將動導(dǎo)軌微微抬起，這樣導(dǎo)軌面就有充滿潤滑油形成的高壓油膜將導(dǎo)軌面隔離，形成液體摩擦，提高了導(dǎo)軌的耐磨性。圖4-39動壓導(dǎo)軌的油腔1開式油腔2閉式油腔(3)靜壓導(dǎo)軌靜壓導(dǎo)軌分為液體靜壓導(dǎo)軌和氣體靜壓導(dǎo)軌兩類。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點1)液體靜壓導(dǎo)軌。導(dǎo)軌按結(jié)構(gòu)形式可分為開式和閉式兩種，數(shù)控機床上常采用閉式靜壓導(dǎo)軌。由于開式靜壓導(dǎo)軌只設(shè)置在床身的一邊，依靠運動件自重和外載荷保持運動件不從床身上分離，因此只能承受單向載荷，而且承受偏載力矩的能力

32、差。開式靜壓導(dǎo)軌適用于載荷較均勻，偏載和傾覆力矩小的水平放置的場合。1.tif4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-40開式靜壓導(dǎo)軌的工作原理圖4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-41閉式靜壓導(dǎo)軌的工作原理圖4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點按供油方式導(dǎo)軌又可分為恒壓(即定壓)供油和恒流(即定量)供油兩種。2)氣體靜壓導(dǎo)軌。(4)滾動導(dǎo)軌滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱或滾針等滾動體，導(dǎo)軌面之間的摩擦為滾動摩擦。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-5滾動導(dǎo)軌的分類方法、類型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用范圍分類方法類型結(jié) 構(gòu) 特 點應(yīng) 用 范 圍按滾動體類型滾珠導(dǎo)軌點接觸，摩擦阻力小，承載能力較差，剛度低。結(jié)

33、構(gòu)緊湊，制造容易，成本較低。通過合理設(shè)計滾道圓弧可大幅降低接觸應(yīng)力，提高承載能力一般適用于運動部件重量小于2000N，切削力矩和顛覆力矩都較小的機床上，如工具磨床工作臺導(dǎo)軌、磨床的砂輪修整架導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌線接觸，承載能力較同規(guī)格滾珠導(dǎo)軌高一個數(shù)量級，剛度高。對導(dǎo)軌面的平面度敏感，制造精度要求比滾珠導(dǎo)軌高適用于載荷較大的機床4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-5滾動導(dǎo)軌的分類方法、類型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用范圍滾針導(dǎo)軌滾針尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。承載能力大，剛度高。對導(dǎo)軌面的平面度更敏感，對制造精度的要求更高，摩擦因數(shù)較大適用于導(dǎo)軌尺寸受限制的機床上4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-5滾動導(dǎo)軌的分類方法、類

34、型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用范圍分類方法類型結(jié) 構(gòu) 特 點應(yīng) 用 范 圍4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-5滾動導(dǎo)軌的分類方法、類型、結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用范圍按滾動體循環(huán)情況滾動體循環(huán)式導(dǎo)軌滾動體在運行過程中沿循環(huán)通道自動循環(huán)，行程不受限制。常做成獨立的標(biāo)準(zhǔn)化部件，由專業(yè)廠生產(chǎn)（如直線滾動導(dǎo)軌副和滾動導(dǎo)軌塊）。滾動導(dǎo)軌組件本身制造精度較高，對機床的安裝基面要求不高，安裝調(diào)試方便，剛度高，承載力大，潤滑簡單適用于行程較大的機床，廣泛采用直線滾動功能部件，目前在國內(nèi)外數(shù)控機床上得到廣泛采用滾動體非循環(huán)式導(dǎo)軌滾動體在運動過程中不循環(huán)，行程有限。一般根據(jù)需要自行設(shè)計制造一般用于行程較小的機床4.6.3導(dǎo)軌的基本類型

35、及特點圖4-42滾動導(dǎo)軌塊1防護板2端蓋3滾柱4導(dǎo)向片5保持器6本體4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-43直線滾動導(dǎo)軌的外形和結(jié)構(gòu)1導(dǎo)軌體2側(cè)面密封墊3保持器4承載球列5端部密封墊6端蓋7滑塊8潤滑油杯4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途分類型號形狀、裝配方向結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌高度尺寸mm特點主要用途4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途自動調(diào)整形式（四個方向載荷形式）HSRCA（1585）一體型薄型24110由于LM滑塊及LM導(dǎo)軌都是按高強度設(shè)計的，因此為大載荷、超剛性的形式增加了球的直徑和球的數(shù)量，額定載荷大

36、幅度提高，壽命長因為是四個方向相等載荷的形式，具有廣泛的用途，在反徑向也有足夠的強度加工中心數(shù)控車床重型切削機床的XYZ軸磨床的研磨臺進給軸機床等特殊要求裝配精度時要求高精度、大力矩時4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途向等載荷分離形式）自動調(diào)整形式（四個方HR型（91860125）分離型極薄型8.560因為是高剛性極薄形式，最適合于場所為狹窄處可調(diào)整預(yù)加載荷電弧加工機的XYZ軸精密平臺數(shù)控車床XZ軸組合機械手運送機械4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途HRA型HRT型（176050166）分離型薄型1

37、750可以一根導(dǎo)軌的方式使用，只需簡單地裝配便可組裝成滑動平臺可調(diào)預(yù)載荷印制電路板組裝機械測定儀器工具交換裝置各種自動裝配機械4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途分類型號形狀、裝配方向結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌高度尺寸mm特點主要用途4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途自動調(diào)整形式（徑向形式）SRW型SRV型（1570）一體型薄形2485小型低剛度，適合于徑向承受載荷時運行平滑、低噪聲型有標(biāo)準(zhǔn)型（SRW型）和超短型（SRV型）兩大類型大型平面磨床測試儀器工具磨床高速運輸機械4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點表4-6日本THK

38、系列LM導(dǎo)軌的類型、特點及主要用途小型可調(diào)整形式RSR型（720）一體型極薄形825超小型LM導(dǎo)軌球的直徑大因而壽命長備有洗衣房用的不銹鋼型號IC、LSI制造機械磁性軟盤辦公自動化機器的滑動部分檢查裝置RSRW（915）一體型極薄形1216大寬度超薄型LM導(dǎo)軌對力矩載荷有高剛性可將兩根平行軸的結(jié)構(gòu)推進轉(zhuǎn)換成一根軸的形式薄片運送裝置印制電路板的裝配平臺醫(yī)療器械金屬絲切斷機的UV軸4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點3.導(dǎo)軌間隙的調(diào)整、潤滑與防護(1)間隙調(diào)整方法1)采用壓板來調(diào)整間隙并承受顛覆力矩。2)采用鑲條來調(diào)整矩形和燕尾形導(dǎo)軌的間隙。圖4-44LM導(dǎo)軌的配置例4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-

39、45壓板調(diào)整間隙a)修復(fù)刮研式b)鑲條式c)墊片式4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-46鑲條壓板調(diào)整間隙a)等厚度鑲條b)斜鑲條4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點圖4-47壓板鑲條調(diào)整間隙3)采用壓板鑲條來調(diào)整間隙。4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點(2)導(dǎo)軌的潤滑導(dǎo)軌面上潤滑后，可降低摩擦因數(shù)，減少磨損，且可防止導(dǎo)軌面銹蝕，因此必須對導(dǎo)軌面進行潤滑。1)潤滑的方式。圖4-48常用防護罩4.6.3導(dǎo)軌的基本類型及特點2)油槽形式。3)對潤滑油的要求。(3)導(dǎo)軌的防護為了防止切屑、磨?；蚯邢饕荷⒙湓趯?dǎo)軌面上而引起磨損加快、擦傷和銹蝕，導(dǎo)軌面有可靠的防護裝置。4.7進給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修1.訓(xùn)

40、練設(shè)備2.訓(xùn)練過程：1.數(shù)控機床的進給傳動系統(tǒng)常采用伺服進給系統(tǒng)。2.數(shù)控機床常用的聯(lián)軸器有套筒聯(lián)軸器、凸緣聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。3.在機電伺服系統(tǒng)中，齒輪傳動副被廣泛用于將執(zhí)行元件(電動機或液壓馬達)輸出的高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成被控對象所需的低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩的場合。4.滾珠絲杠副具有摩擦損失小，傳動效率高；摩擦阻力小，運動平穩(wěn)；不能自鎖，有可逆性；傳動速度過高和制造工藝復(fù)雜等特點。4.7進給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修5.在大型數(shù)控機床(如大型數(shù)控龍門銑床)中，工作臺的行程很大，常用齒輪齒條傳動。6.直線電動機驅(qū)動是指可以直接產(chǎn)生直線運動的電動機，可作為進給驅(qū)動系統(tǒng)，它具有反饋系統(tǒng)的檢

41、測精度高、極好的伺服性能、沒有低效率的中介傳動部件而能達到高效率，獲得良好的動態(tài)剛度和無機械磨損等特點。7.數(shù)控機床導(dǎo)軌是進給系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，它對數(shù)控機床的剛度、加工精度和使用壽命等有重大影響。8.根據(jù)絲杠、導(dǎo)軌在使用過程中常見的故障，分析故障原因，采取相應(yīng)的維修方法，保證絲杠和導(dǎo)軌的正常運行。1.填空題4.7進給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修2.判斷題(正確的打“”,錯誤的打“”)3.選擇題(只有一個選項是正確的。4.簡答題4.7進給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修表4-7滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法故障現(xiàn)象故障原因維修方法滾珠絲杠副噪音絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好調(diào)整軸承壓蓋，使其壓緊

42、軸承端面絲杠支承軸承可能破裂如軸承破損，更換新軸承電動機與絲杠聯(lián)軸器松動擰緊聯(lián)軸器，鎖緊螺釘絲杠潤滑不良改善潤滑條件，使?jié)櫥土砍渥銤L珠絲杠副滾珠有破損更換新滾珠滾珠絲杠運動不靈活軸向預(yù)加載荷過大調(diào)整軸向間隙和預(yù)加載荷絲杠與導(dǎo)軌不平行調(diào)整絲杠支座位置，使絲杠與導(dǎo)軌平行螺母軸線與導(dǎo)軌不平行調(diào)整螺母座位置絲杠彎曲變形調(diào)整絲杠4.7進給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修表4-7滾珠絲杠常見故障、故障原因及維修方法滾珠絲杠潤滑狀況不良檢查各絲杠潤滑用潤滑脂潤滑絲杠時，需移動工作臺，取下罩套，再涂上潤滑脂4.7進給傳動系統(tǒng)常見故障的診斷及維修表4-8導(dǎo)軌常見故障、故障原因及維修方法故障現(xiàn)象故障原因維修方法導(dǎo)軌研傷機床經(jīng)長時間使用，地基與床身水平度有變化，使導(dǎo)軌局部單位面積負(fù)荷過大定期進行床身導(dǎo)軌的水平度調(diào)整，或修復(fù)導(dǎo)軌精度長期加工短工件或承受過分集中的負(fù)荷,使導(dǎo)軌局部磨損嚴(yán)重注意合理分布短工件的安裝位置，避免負(fù)荷過分集中導(dǎo)軌潤滑不良調(diào)整導(dǎo)軌潤滑油量，保證潤滑油壓力導(dǎo)軌材質(zhì)不佳采用電鍍加熱自冷淬火對導(dǎo)軌進行處理，導(dǎo)軌上增加鋅鋁合金板，以改善摩擦情況刮研質(zhì)量不符合要求提高刮研修復(fù)的質(zhì)量4.7進給傳動系統(tǒng)常見故