項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件

教學(xué)內(nèi)容進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件裝調(diào)主傳動(dòng)機(jī)械裝調(diào)刀輔傳動(dòng)機(jī)械裝調(diào)數(shù)控工作臺(tái)機(jī)械裝調(diào)數(shù)控機(jī)床整機(jī)機(jī)械裝調(diào)數(shù)控機(jī)床位置精度檢測與補(bǔ)償教學(xué)內(nèi)容進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件裝調(diào)主傳動(dòng)機(jī)械裝調(diào)刀輔傳動(dòng)機(jī)械裝1項(xiàng)目一、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件裝調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)選用典型零部件進(jìn)行數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與調(diào)整。2.會(huì)用工夾量具對進(jìn)給傳動(dòng)鏈進(jìn)行精度檢測。3.能對進(jìn)給傳動(dòng)鏈的關(guān)鍵零部件進(jìn)行計(jì)算與校核。項(xiàng)目一、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件裝調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)2進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件首先了解普通機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件。普通車床。(圖片如下)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件首先了解普通機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件。3普通車床

普通車床4普通銑床普通銑床5數(shù)控車床數(shù)控車床6立式加工中心立式加工中心7

8臥式加工中心臥式加工中心9數(shù)控機(jī)床概論數(shù)控機(jī)床---柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)裝備。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem)，英文縮寫為FMS。敏捷制造的核心思想是：要提高企業(yè)對市場變化的快速反應(yīng)能力，滿足顧客的要求。除了充分利用企業(yè)內(nèi)部資源外，還可以充分利用其他企業(yè)乃至社會(huì)的資源來組織生產(chǎn)。

發(fā)展趨勢---高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化。還要注重工藝適用性和經(jīng)濟(jì)性。就加工精度而言—目前普通精度加工水平是20世紀(jì)50年代的精迷加工水平，提高了100倍。國內(nèi)水平大致為0.008～0.010mm。國外水平大致為0.002～0.003mm。數(shù)控機(jī)床概論數(shù)控機(jī)床---柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基10進(jìn)給系統(tǒng)任何數(shù)控機(jī)床—其進(jìn)給系統(tǒng)的裝配精度是決定整機(jī)加工精度的關(guān)鍵因素。進(jìn)給傳動(dòng)鏈----結(jié)構(gòu)示意圖（如下）進(jìn)給系統(tǒng)任何數(shù)控機(jī)床—其進(jìn)給系統(tǒng)的裝配精度是決定整機(jī)加工精度11工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件圖1-2（書本P2)X軸工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件圖1-2（書本P2)X軸12某加工中心工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件某加工中心工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件131.數(shù)控機(jī)床對數(shù)控機(jī)械的要求1）靜剛度要好機(jī)床在靜態(tài)力作用下的剛度----靜剛度機(jī)床在動(dòng)態(tài)力作用下的剛度----動(dòng)剛度也有用剛度的倒數(shù)-----柔度來描述機(jī)床的該項(xiàng)性能的。剛度越大，柔度越小。反比關(guān)系。機(jī)床的靜剛度為k=P/δP----機(jī)床的靜負(fù)荷（N）；δ-----機(jī)床在靜負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形量；1.數(shù)控機(jī)床對數(shù)控機(jī)械的要求1）靜剛度要好14機(jī)床的動(dòng)剛度為kd=k√(1-ω2／ωn2)+4ξ2ω2／ωn2ω---外加激振力的頻率（HZ）；ωn---機(jī)床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率（HZ）；ξ----機(jī)床的阻尼比；阻尼（英語：damping）是指任何振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)中，由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動(dòng)幅度逐漸下降的特性。實(shí)際的粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比稱為阻尼比。機(jī)床的動(dòng)剛度為15提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的方法有；提高機(jī)床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。改善薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)和布局。合理設(shè)計(jì)構(gòu)件的截面形狀及尺寸，所謂合理----是指以較小的結(jié)構(gòu)質(zhì)量獲得較高的靜剛度和適當(dāng)?shù)墓逃蓄l率。（工字鋼）設(shè)置卸載裝置----減少零部件的靜力變形。提高構(gòu)件之間的接觸剛度。是指零件結(jié)合面在外力作用下底抗變形的能力。使用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)等。提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的方法有；16

2）熱變形要小機(jī)床受熱產(chǎn)生變形是影響機(jī)床加工精度的重要因素之一。必須重視。改善方法有：控制機(jī)床環(huán)境溫度，設(shè)計(jì)熱對稱結(jié)構(gòu)、斜床身結(jié)構(gòu)，采取熱平衡措施等技術(shù)。2）熱變形要小17

3）傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要簡單主傳動(dòng)系統(tǒng)方面：（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)---傳遞扭矩）傳統(tǒng)的主傳動(dòng)系統(tǒng)—電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-變速箱-主軸。當(dāng)前趨勢----電動(dòng)機(jī)，主軸合為一體。3）傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要簡單18進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)方面；（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)）傳統(tǒng)的方式是---電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-滾珠絲桿螺母副-工作臺(tái)。當(dāng)前趨勢----只有電動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)。省去了：聯(lián)軸器-滾珠絲桿螺母副。那么它怎么樣把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)？旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)變?yōu)橹本€電動(dòng)機(jī)。(后面有介紹）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)方面；（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)）192.幾種典型機(jī)床部件1）滾珠絲桿螺母副（運(yùn)動(dòng)副）什么是運(yùn)動(dòng)副-----兩構(gòu)件直接接觸組成的可動(dòng)連接，它限制了兩構(gòu)件之間的某些相對運(yùn)動(dòng)。比如：鉸鏈副、齒輪副、渦輪蝸桿副、齒輪齒條副等。2.幾種典型機(jī)床部件1）滾珠絲桿螺母副（運(yùn)動(dòng)副）20項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件21滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一。其作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)可逆）。觀察螺釘螺母之間相互運(yùn)動(dòng)。螺釘螺母—簡單的滑動(dòng)絲桿螺母副。滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一。其作用是將電動(dòng)機(jī)的旋22滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖片滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖片23項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件24滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖內(nèi)循環(huán)在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸鍵反向器，反向器上銑有S形回珠槽，將相鄰螺紋滾道聯(lián)結(jié)起來，滾珠從螺紋滾道進(jìn)入反向器，借助反向器迫使?jié)L珠越過絲杠牙頂進(jìn)入相鄰滾道，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。一般一個(gè)螺母上裝有2~4個(gè)反向器，反向器沿螺母圓周均布。這種結(jié)構(gòu)徑向尺寸緊湊，剛性好，且不易磨損，因返程滾道短，不易發(fā)生滾珠堵塞，摩擦損失小。但反向器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，且不能用于多頭螺紋傳動(dòng)。滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖內(nèi)循環(huán)在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸鍵反向器，25滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖外循環(huán)-滾珠在返回過程中與絲杠表面脫離接觸；外循環(huán)常見的有插管式和螺旋槽式。

圖(a)為插管式，它用彎管作為返回管道，這種形式結(jié)構(gòu)工藝性好，但管道突出螺母體外，徑向尺寸較大。圖(b)為螺旋槽式，它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道。這種形式的結(jié)構(gòu)比插管式的結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較為復(fù)雜。

滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖外循環(huán)-滾珠在返回過程中與絲杠表面脫離接26滑動(dòng)絲杠與滾動(dòng)絲杠比較滑動(dòng)絲杠與滾動(dòng)絲杠比較27項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件28滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（1）傳動(dòng)效率高為90％～98％是滑動(dòng)絲杠的2～4倍。原因是：滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。扭矩和推力的轉(zhuǎn)換公式為F=2πηM/SS-----導(dǎo)程（螺紋中的螺距）F---推力M----扭矩η----傳動(dòng)效率，一般取0.9（偏向保守）（書P5圖1-5）滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（1）傳動(dòng)效率高為90％～929項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件30滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)摩擦阻力小靈敏度高啟動(dòng)時(shí)無顫動(dòng)低速時(shí)無爬行因此可精密控制微量進(jìn)給。（3）高精度運(yùn)動(dòng)中升溫小，熱膨脹也小。并且采取預(yù)緊方式消除螺母的軸向間隙，還可以對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸消除熱膨脹帶來的影響。滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)摩擦阻力小靈敏31滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（4）耐用性高鋼球滾動(dòng)接觸處的硬度為58～63HRC，運(yùn)動(dòng)過程為純滾動(dòng)—磨損小，故而使用壽命長精度保持性好。（5）同步性好由于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)快、無阻滯、無滑動(dòng)，用幾套相同的滾珠絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件和裝置，可以獲得很好的同步效果。（6）可靠性好與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)比，故障低，維修保養(yǎng)簡單，只需進(jìn)行一般的潤滑和防塵。滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（4）耐用性高鋼球滾動(dòng)接觸處的32幾種典型機(jī)床部件2）滾動(dòng)導(dǎo)軌副（作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)）也是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一。其作用是支撐數(shù)控機(jī)床的立柱、工作臺(tái)等部件。滾動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式很多，其共同特點(diǎn)是利用滾動(dòng)體（鋼球或鋼柱）的滾動(dòng)將導(dǎo)軌副的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。大大減少了摩擦阻力，摩擦系數(shù)在0.003左右。其結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)軌、滾動(dòng)體、滑塊三個(gè)主要零件組成。幾種典型機(jī)床部件2）滾動(dòng)導(dǎo)軌副（作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)）也是數(shù)33雙“V”形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副雙“V”形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副34項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件35圓柱形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副圓柱形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副36另一種直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，它的滾動(dòng)體是圓柱體，稱為-------滾子導(dǎo)軌塊。

另一種直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，它的滾動(dòng)體是圓柱體，稱為-------滾37直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于低摩擦力，響應(yīng)迅速、移動(dòng)速度高、無低速爬行，從而得到較高的定位精度。缺點(diǎn)：剛性不足（相對滑動(dòng)導(dǎo)軌而言）、吸振性和阻尼性不足。對賍物較敏感，必須有好的防護(hù)裝置?？箾_擊能力差，易損壞，現(xiàn)場不易修復(fù)。裝卸工件時(shí)注意，輕拿輕放。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于低摩擦力，響應(yīng)迅速、移動(dòng)速度38幾種典型機(jī)床部件3）貼塑導(dǎo)軌（滑動(dòng)導(dǎo)軌）----就是在原鋼制的導(dǎo)軌上粘貼一層塑料。種類有：貼塑導(dǎo)軌軟帶、三層復(fù)合材料DU導(dǎo)軌板、塑料涂層等。其中貼塑導(dǎo)軌軟帶應(yīng)用的廣，結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低、摩擦系數(shù)小、吸振性好、剛性好等。目前用的廣和多的是聚四氟乙烯（4F）。在聚四氟乙烯中加入各種金屬和非金屬材料（比如：青銅粉、二硫化鉬、石墨等）可以改善或提高其性能，稱為---聚四氟乙烯基軟帶（4FJ）。抗振性優(yōu)于滾動(dòng)軌道。幾種典型機(jī)床部件3）貼塑導(dǎo)軌（滑動(dòng)導(dǎo)軌）----就是在原鋼制39工作臺(tái)和滑座及貼塑的橫剖面圖工作臺(tái)和滑座及貼塑的橫剖面圖40項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件41塑料導(dǎo)軌加工方法粘貼----固化----磨削----刮研（刮研點(diǎn)要深便于儲(chǔ)油、潤滑）塑料導(dǎo)軌加工方法粘貼----固化----磨削----刮研（刮42幾種典型機(jī)床部件4）間隙消除機(jī)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)副的傳動(dòng)間隙是導(dǎo)致反向誤差的主要因素之一，直接影響加工精度。消除反向間隙是數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須解決的問題。解決的方法很多，原理是改變主、被動(dòng)齒輪在齒槽中的接觸條件，即保證齒輪的齒兩面都接觸上，或間隙盡可能的小。幾種典型機(jī)床部件4）間隙消除機(jī)構(gòu)43雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙44雙齒輪齒條液壓預(yù)緊消除間隙預(yù)加負(fù)載雙齒輪—齒條無間隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸2上有兩個(gè)斜齒輪且螺旋方向相反，軸2的運(yùn)動(dòng)又分別傳至軸1和軸3，軸1上的齒輪4和軸3上的齒輪5都和床身齒條嚙合。對軸2施加軸向力（可在端部設(shè)有加載彈簧，通過調(diào)整螺母施加軸向力，也可靠液壓加負(fù)載），使軸2上的斜齒輪產(chǎn)生微量的軸向移動(dòng)，由于軸2上的兩個(gè)斜齒輪的螺旋方向相反，因此軸1和軸3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小角度，使齒輪4和5分別與齒條齒槽的左右側(cè)面貼緊而消除了間隙。

雙齒輪齒條液壓預(yù)緊消除間隙預(yù)加負(fù)載雙齒輪—齒條無間隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)45幾種典型機(jī)床部件5）無間隙傳動(dòng)聯(lián)軸器機(jī)械傳動(dòng)中為何要使用聯(lián)軸器？能不能不用聯(lián)軸器？比如：電動(dòng)機(jī)----聯(lián)軸器----滾珠絲桿螺母副中去掉聯(lián)軸器。選用聯(lián)軸器時(shí)要考慮傳動(dòng)力矩的大小、孔徑、方式、兩軸的允許平行偏差、角度偏差、消振性及外形尺寸。幾種典型機(jī)床部件5）無間隙傳動(dòng)聯(lián)軸器46常見的幾種聯(lián)軸器（十字滑塊）常見的幾種聯(lián)軸器（十字滑塊）47常見的幾種聯(lián)軸器（波紋管）常見的幾種聯(lián)軸器（波紋管）48常見的幾種聯(lián)軸器（彈性膜片）常見的幾種聯(lián)軸器（彈性膜片）49項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件50幾種典型機(jī)床部件6）帶傳動(dòng)數(shù)控機(jī)床中由于結(jié)構(gòu)限制和性能要求不允許同軸時(shí)，可考慮采用皮帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)是一種傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式，常見的有V形帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步齒形帶傳動(dòng)。數(shù)控機(jī)床大多用同步齒形帶，是緣于其準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。齒形帶又分為梯形齒的和圓弧齒的同步帶。幾種典型機(jī)床部件6）帶傳動(dòng)數(shù)控機(jī)床中由于結(jié)構(gòu)限制和51同步齒形帶結(jié)構(gòu)同步齒形帶結(jié)構(gòu)52兩種齒形帶比較梯形齒同步帶與小帶輪接觸時(shí)，齒形變形，受力情況變壞。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有較大的噪聲和振動(dòng)。圓弧齒同步帶沒有梯形齒同步帶的缺點(diǎn)。同時(shí)具有帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。不打滑，不需要很大的緊力，傳動(dòng)效率可達(dá)98%～99.5％數(shù)控機(jī)床需要時(shí)的首選。兩種齒形帶比較梯形齒同步帶圓弧齒同步帶53幾種典型機(jī)床部件7）角接觸球軸承多數(shù)情況下，數(shù)控機(jī)床的軸承要同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，常用的角接觸球軸承的接觸角為15°～60°。幾種典型機(jī)床部件7）角接觸球軸承54常見的幾種軸承常見的幾種軸承55常見的幾種軸承常見的幾種軸承56幾種典型機(jī)床部件8)底座（床身）機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)都依附于它之上，因此要有很好的剛性。保證剛度的措施有：（1）整體底座，合理布筋。（2）合理布局回水、排屑結(jié)構(gòu)。（3）適當(dāng)加大導(dǎo)軌的跨度。（4）軸承座與底座鑄成一體。幾種典型機(jī)床部件8)底座（床身）機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件57底座圖底座圖58幾種典型機(jī)床部件9）立柱也是機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件立柱上設(shè)有主軸箱上下移動(dòng)的軌道和主軸平衡裝置。對剛性的要求也高，保證部件的剛度是保證機(jī)床加工精度的前提（必要條件）。立柱應(yīng)具有的特點(diǎn)：（1）框架式結(jié)構(gòu)，熱對稱性好、剛度高。（2）設(shè)有平衡裝置來平衡主軸箱。（3）絲杠軸承座與立柱一體。幾種典型機(jī)床部件9）立柱也是機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件59立柱圖立柱圖60幾種典型機(jī)床部件10）直線電動(dòng)機(jī)是一種直接將電能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的傳動(dòng)裝置，省去中間傳動(dòng)裝置（如：聯(lián)軸器、軸承、軸承座、絲杠等）大大提高機(jī)床的加工精度。因此稱“零傳動(dòng)”或“直接驅(qū)動(dòng)”技術(shù)。其原理可以簡單認(rèn)為是將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)沿徑向剖開，展直。新技術(shù)，未來的發(fā)展方向，可能是成本方面和技術(shù)的考慮，普及程度不高。幾種典型機(jī)床部件10）直線電動(dòng)機(jī)61直線電動(dòng)機(jī)圖片直線電動(dòng)機(jī)圖片62機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算1.滾珠絲桿副的傳動(dòng)要求機(jī)床的伺服進(jìn)給傳動(dòng)是把調(diào)節(jié)器的控制指令轉(zhuǎn)換成三個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)，因此，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置必須具有下列特征。（1）良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)---控制參數(shù)變更時(shí)，機(jī)床滑臺(tái)及時(shí)跟上變化。（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性好---負(fù)載變化時(shí)，輸出速度基本不變。（3）位置精度高---實(shí)際位移與指令位移的差值要小。（4）調(diào)速范圍要寬---既能實(shí)現(xiàn)最小設(shè)定的速度值，又能空載高速運(yùn)行。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算1.滾珠絲桿副的傳動(dòng)要求63機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算2.滾珠絲桿副的選擇與計(jì)算滾珠絲桿的選擇包括：滾珠絲桿導(dǎo)程的計(jì)算和選擇。滾珠絲桿名義直徑計(jì)算和選擇。滾珠絲桿精度選擇。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算2.滾珠絲桿副的選擇與計(jì)算641）滾珠絲桿導(dǎo)程精度的選擇滾珠絲桿導(dǎo)程精度是指在全行程內(nèi)規(guī)定長度范圍內(nèi)----導(dǎo)程的變動(dòng)量。規(guī)定長度范圍--普通機(jī)床為任意300mm,精密機(jī)床為全程。選取的基本原則為：導(dǎo)程精度=1/3～1/2的機(jī)床精度。（此外，為了消除絲杠發(fā)熱膨脹，除了采取潤滑、冷卻的手段之外，廠家還有意把絲杠導(dǎo)程預(yù)置為負(fù)值，以此來抵消熱膨脹的影響。這個(gè)值的計(jì)算公式為ΔL=αLΔt）1）滾珠絲桿導(dǎo)程精度的選擇652)滾珠絲桿軸向間隙的解決措施滾珠絲桿軸向間隙是由螺母和絲杠的配合產(chǎn)生的，解決的措施也是施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。具體方法---兩個(gè)螺母中間加墊片。2)滾珠絲桿軸向間隙的解決措施66機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算滾珠絲杠螺紋滾道型面的形狀國內(nèi)投產(chǎn)的螺紋滾道型面的形狀，僅有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種。如圖所示，滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)法線與絲杠軸線的垂直線間夾角稱為接觸角β。滾珠絲杠螺母副螺紋滾道型面的截形a—單圓弧型面；b—雙圓弧型面ab機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算滾珠絲杠螺紋滾道型面的形狀滾珠絲杠螺67墊片的厚度決定預(yù)緊力的大小。選用多厚的墊片合適？首先要知道預(yù)緊力的大小。設(shè)預(yù)緊力為P0螺母A、B的變形量皆為δ0

在彈性變形范圍內(nèi)，螺母變形量δ與壓力P之間有這樣關(guān)系δ=cP2/3---赫茲公式（c---與螺紋滾道曲率、材料的彈性模量有關(guān)的系數(shù)）當(dāng)螺母受到工作載荷Pw時(shí)，方向指向螺母A。螺母A的變形量為δA=δ0–Δδ，螺母B的變形量為δB=δ0+Δδ，墊片的厚度決定預(yù)緊力的大小。選用多厚的墊片合適？首先要知道預(yù)68為滿足絲杠在最大軸向載荷Pwmax作用下也不能有間隙，δA最多為零。（為什么？）即：δA=0=δ0–Δδδ0=Δδ那么δB=2δ0由赫茲公式可得δ0=cP02/3

δB=cPwmax2/3=2δ0=2cP02/3

于是有P0=Pwmax/(2√2)≈

Pwmax/3結(jié)論是：預(yù)緊力不應(yīng)超過最大軸向載荷的1/3。為滿足絲杠在最大軸向載荷Pwmax作用下也不能有間隙，δA693）導(dǎo)程Ph的計(jì)算與選擇導(dǎo)程的選擇應(yīng)滿足這樣的條件：伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行件所移動(dòng)的距離不小于執(zhí)行件所要求移動(dòng)的距離。即：vmax---執(zhí)行件所要求移動(dòng)的最大線速度；nmax---伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速。3）導(dǎo)程Ph的計(jì)算與選擇vmax---執(zhí)行件所要求移動(dòng)的704）滾珠絲杠名義直徑的計(jì)算與選擇

滾珠絲杠名義直徑按所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷來選擇。當(dāng)量動(dòng)載荷是指一批相同規(guī)格的滾珠絲杠經(jīng)過一百萬次運(yùn)轉(zhuǎn)后，90%的滾珠絲杠副不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕時(shí)的軸向載荷。滾珠絲杠的名義直徑越大，則承載能力和剛度越大。4）滾珠絲杠名義直徑的計(jì)算與選擇715）軸承及其安裝方式的選擇若機(jī)床需要大扭矩輸出型，采用絲杠專用軸承（公稱接觸角為60°，以保證大的軸向支撐力）兩端固定的安裝方式。5）軸承及其安裝方式的選擇726）滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算對數(shù)控機(jī)床來說，滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速是指滑臺(tái)快速移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。因此，只要此時(shí)的轉(zhuǎn)速不超過臨界轉(zhuǎn)速就可以了。臨界轉(zhuǎn)速一般以校核絲杠軸的轉(zhuǎn)速與在自振頻率下的轉(zhuǎn)速是否接近為依據(jù)。如果很接近，就會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫共振，影響機(jī)床的穩(wěn)定工作，因此絲杠必須在臨界轉(zhuǎn)速下使用。

6）滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算73機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算3．進(jìn)給系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與校核進(jìn)給系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)源是伺服電動(dòng)機(jī)。伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)階段：一是機(jī)床啟動(dòng)時(shí)，機(jī)床各進(jìn)給軸從機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)加速接近工件，此階段要求伺服電動(dòng)機(jī)有高的加速力矩Ta及很短的伺服上升時(shí)間tup,以達(dá)到快速空載所需要的力矩Tqul；二是加工工件時(shí)，克服切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc、最大切削負(fù)載所需要的力矩Tml。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算3．進(jìn)給系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與校核741）伺服電動(dòng)機(jī)階躍加速時(shí)的加速力矩為—工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；—伺服電動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間，對于階躍加速取

—伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；—負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為進(jìn)給系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的慣量之和。

1）伺服電動(dòng)機(jī)階躍加速時(shí)的加速力矩為—工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，伺服電動(dòng)752）切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc與最大切削負(fù)載所需要的力矩Tml切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc由兩部分組成，一是切削時(shí)的負(fù)載力矩Tl;二是滾珠絲杠副引起的磨擦力矩Tsc。2）切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc與最大切削負(fù)載所需要的力矩Tm763）切削時(shí)最大切削負(fù)載力矩Tml

774）負(fù)載慣量的匹配計(jì)算機(jī)械部分的等效慣量對進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)特性是有影響的。越大，響應(yīng)越緩，出現(xiàn)超調(diào)的可能性越大，超調(diào)的幅值也越大；相比而言，越小，系統(tǒng)響應(yīng)越快，也越穩(wěn)。在設(shè)計(jì)中機(jī)械部分的等效慣量必須在一定的取值范圍內(nèi)，即4）負(fù)載慣量的匹配計(jì)算784．傳動(dòng)系統(tǒng)剛度及精度的驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)綜合剛度計(jì)算本機(jī)床伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各組成環(huán)節(jié)的剛度，如伺服電動(dòng)機(jī)的剛度ksv、聯(lián)軸器的剛度kcp、滾珠絲杠的剛度ksc及其承載軸承的剛度kbr、絲杠鎖緊螺母的剛度knt等對系統(tǒng)的綜合剛度k都有影響。系統(tǒng)是由這幾部分串聯(lián)而成的，因此由彈簧串聯(lián)的綜合剛度公式可得機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算4．傳動(dòng)系統(tǒng)剛度及精度的驗(yàn)算機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算79機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算5．結(jié)論加工中心的定位精度是在不切削空載條件下檢驗(yàn)的，故軸向載荷為不切削時(shí)的負(fù)載力Fmin。因此力引起的彈性變形為所選用的滾珠絲杠在任意300mm內(nèi)的導(dǎo)程誤差為。因此，本機(jī)床總的彈性變形為、/全行程。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算80機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算

6．滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選型滾動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)的滾珠與溝槽的常用結(jié)構(gòu)可分為二列式與四列式，依其負(fù)載與剛性的不同而應(yīng)用于不同場合。一般而言，滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)以二列式雙圓弧型與四列式單圓弧型為主。二列式雙圓弧型結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)導(dǎo)軌副能承受各個(gè)方向的力和力矩，在輕負(fù)載或中負(fù)載應(yīng)用場合較多，尤其在側(cè)向負(fù)載較大時(shí)。四列式單圓弧型結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)導(dǎo)軌副采用較大的預(yù)緊力，剛性較好，在重負(fù)載或超重負(fù)載場合應(yīng)用較多，機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算

6．滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選型81進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測1.滾珠絲桿的裝配與檢測1)簡介滾珠絲杠知名生產(chǎn)：廠商家有日本THK、BOSCH、臺(tái)灣元銀、南京工藝裝備、漢江機(jī)床等。滾珠絲杠具有壽命長、摩擦力小、傳動(dòng)效率高、經(jīng)預(yù)緊后剛度和精度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。滾珠絲杠是在具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動(dòng)元件，螺旋槽設(shè)計(jì)為雙圓弧滾道，使鋼球在運(yùn)動(dòng)中有良好的線性接觸，螺母上特殊設(shè)計(jì)的返向器可使?jié)L珠能無阻滯地循環(huán)。螺母的特殊配置能實(shí)現(xiàn)不同的預(yù)加負(fù)荷。滾動(dòng)接觸面的硬度達(dá)到60～62HRC,傳動(dòng)效率可達(dá)92%～98%。

進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測1.滾珠絲桿的裝配與檢測82進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測2）滾珠絲桿裝配的技術(shù)要求a.滾珠絲桿副相對于運(yùn)功部件不能有軸向串動(dòng)；b.螺母座中心孔與絲杠同心；c.滾珠絲桿副中心線在兩個(gè)方向上與導(dǎo)軌平行；d.能方便地進(jìn)行間隙調(diào)整和絲杠的預(yù)拉伸。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測2）滾珠絲桿裝配的技術(shù)要求83兩端軸承最與螺母座同心兩端軸承最與螺母座同心84安裝技術(shù)要求：a.基準(zhǔn)面水平方向的直線度≤0.02mm/1000mm;b.絲杠水平和垂直兩面的母線與導(dǎo)軌的平行度≤0.015mm;c.螺母端面跳動(dòng)≤0.02mm。表示端面垂直于絲杠軸心的程度。？安裝技術(shù)要求：853）滾珠絲桿裝配的實(shí)施a.領(lǐng)出待裝的零件：滾珠絲桿副、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)座、軸承座、軸承座壓蓋、螺母座、補(bǔ)正墊片、固定用的螺釘、鎖緊螺母。b.清洗、修平基準(zhǔn)面。清洗滾珠絲桿副上的防銹油，注意：不得使防銹油流入螺母內(nèi)。清洗其他零件的安裝面，確保無油污、賍物、鐵屑。試配螺釘---裝上螺釘不擰緊。c.用水平儀找平電動(dòng)機(jī)座、軸承座基準(zhǔn)平面。？d.安裝滾動(dòng)絲杠副，事先要調(diào)好兩個(gè)導(dǎo)軌的精度。保證絲杠在兩個(gè)方向上與導(dǎo)軌平行。3）滾珠絲桿裝配的實(shí)施86鎖緊螺母（圓螺母）螺母座水平儀鎖緊螺母（圓螺母）螺母座水平儀87第一步：水平平面內(nèi)找直，將千分表固定在導(dǎo)軌滑塊上，表頭打在絲杠的上母線上，得出兩端的差值。不平的話，加墊片（補(bǔ)正墊片），墊片的厚度取決于差值。第二步：垂直平面內(nèi)找直，千分表依然是固定在導(dǎo)軌滑塊上，只是表頭要打在絲杠的側(cè)母線上，得出兩端的差值。不平時(shí)，左右移動(dòng)軸承座找整，擰緊螺釘。第三步：檢測螺母安裝肩端面的端面跳動(dòng)，不大于0.02為合格。(如何測量？）第一步：水平平面內(nèi)找直，將千分表固定在導(dǎo)軌滑塊上，表頭打在絲88項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件89第四步：固定，配鉆、配鉸圓錐定位銷孔。第五步：安裝軸承座壓蓋，先安裝一端，塞尺檢驗(yàn)縫隙≤0.03mm。達(dá)不到要求時(shí)，調(diào)整螺釘松緊，再達(dá)不到，要修磨軸承座壓蓋。擰緊鎖緊圓螺母（兩個(gè)一組）。安裝另一端，方法一樣。第六步：對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸。預(yù)拉伸的作用，補(bǔ)償因工作升溫引起的絲杠伸長、減小彈性變形、增加剛度，保證了定位精度。第七步：復(fù)檢。第八步：安裝聯(lián)軸器，保證電動(dòng)機(jī)軸線與絲杠軸線同心。第四步：固定，配鉆、配鉸圓錐定位銷孔。90進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測滾珠絲杠軸向間隙的調(diào)整：

為了保證滾珠絲杠副的反向傳動(dòng)精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。除個(gè)別用單螺母消除間隙外，滾珠絲杠螺母副常用雙螺母預(yù)緊消隙。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測滾珠絲杠軸向間隙的調(diào)整：91進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測雙螺母預(yù)緊消隙主要有：a.雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)b.雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)c.雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測雙螺母預(yù)緊消隙主要有：92進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測a.雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)在螺母處放入一墊片，調(diào)整墊片厚度使左右兩個(gè)螺母產(chǎn)生方向相反的位移，則兩個(gè)螺母中的滾珠分別貼緊在螺旋滾道的兩個(gè)相反的側(cè)面上，即可消除間隙和產(chǎn)生預(yù)緊力。這種方法結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，但調(diào)整不便，滾道有磨損時(shí)不能隨時(shí)消除間隙和進(jìn)行預(yù)緊，調(diào)整精度不高，僅適用于一般精度的數(shù)控機(jī)床。墊片調(diào)隙式進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測a.雙螺母墊片調(diào)隙式結(jié)構(gòu)墊片調(diào)隙式93進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測螺紋調(diào)隙式

左螺母外端有凸緣，右螺母右端加工有螺紋，用兩個(gè)圓螺母1、2把墊片壓在螺母座上，左右螺母通過平鍵和螺母座連接，使螺母在螺母座內(nèi)可以軸向滑移而不能相對轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整時(shí)，擰緊圓螺母1使右螺母向右滑動(dòng)，就改變了兩螺母的間距，即可消除間隙并產(chǎn)生預(yù)緊力，然后用螺母2鎖緊。這種調(diào)整方法結(jié)構(gòu)簡單緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，應(yīng)用較廣，但調(diào)整預(yù)緊量不能控制。雙螺母螺紋調(diào)隙式結(jié)構(gòu)1—圓螺母；2—鎖緊螺母進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測螺紋調(diào)隙式左螺母外端有凸緣，右螺母94進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測c.雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)在兩個(gè)螺母的凸緣上各制有圓柱外齒輪，分別與固緊在套筒兩端的內(nèi)齒圈相嚙合，其齒數(shù)分別為z1和z2，并相差一個(gè)齒。調(diào)整時(shí)，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母相對于套筒方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對角位移，其軸向位移量s=（1/z1-1/z2)Pn。特點(diǎn)：這種調(diào)整方法能精確調(diào)整預(yù)緊量，調(diào)整方便、可靠，但結(jié)構(gòu)尺寸較大，多用于高精度的傳動(dòng)。

雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測c.雙螺母齒差調(diào)隙式結(jié)構(gòu)雙螺母齒差調(diào)隙95百分表、千分表的工作原理，是將被測尺寸引起的測桿微小直線移動(dòng)，經(jīng)過齒輪傳動(dòng)放大，變?yōu)橹赣?jì)在刻度盤上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而讀出被測尺寸的大小百分表、千分表的工作原理，是將被測尺寸引起的測桿微小直線移動(dòng)96當(dāng)量桿移動(dòng)1毫米時(shí)，這一移動(dòng)量通過齒條、齒輪放大，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)一圈。若圓刻度盤沿圓周印制有100個(gè)等分刻度，每一分度值即相當(dāng)于量桿移動(dòng)0.01毫米，則這種表式測量工具常稱為百分表。若增加齒輪放大機(jī)構(gòu)的放大比，使圓表盤上的分度值為0.001毫米或0.002毫米（圓表盤上有200個(gè)或100個(gè)等分刻度），則這種表式測量工具即稱為千分表。當(dāng)量桿移動(dòng)1毫米時(shí)，這一移動(dòng)量通過齒條、齒輪放大，使指針轉(zhuǎn)動(dòng)97進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測2.直線導(dǎo)軌的裝配與檢測1）簡介P342)直線導(dǎo)軌裝配技術(shù)要求導(dǎo)軌一副是兩根，一個(gè)是基準(zhǔn)導(dǎo)軌，一個(gè)是非基準(zhǔn)導(dǎo)軌。外形和結(jié)構(gòu)無異，基準(zhǔn)導(dǎo)軌用槽或“J”字樣區(qū)別于非基準(zhǔn)導(dǎo)軌。（見圖1-25）進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測2.直線導(dǎo)軌的裝配與檢測98安裝基準(zhǔn)導(dǎo)軌時(shí)要保證兩個(gè)精度要求；一個(gè)是運(yùn)行平行度（μ級標(biāo)準(zhǔn)）。指：導(dǎo)軌運(yùn)行全程范圍內(nèi)，導(dǎo)軌與滑塊基準(zhǔn)平面之間的平行度誤差。另一個(gè)是綜合精度（μ級標(biāo)準(zhǔn)）。它也有兩個(gè)指標(biāo)。①高度H的同組變動(dòng)量---指的是各個(gè)滑塊在水平面方向上H值的最大尺寸與最小尺寸只差。②寬度W的同組變動(dòng)量---指的是各個(gè)滑塊在豎直面方向上W值的最大尺寸與最小尺寸只差。非基準(zhǔn)導(dǎo)軌的安裝。安裝基準(zhǔn)導(dǎo)軌時(shí)要保證兩個(gè)精度要求；99項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件1003）直線導(dǎo)軌的裝配與檢測實(shí)施①檢查待裝機(jī)床部件有無缺陷，分辨哪個(gè)是基準(zhǔn)導(dǎo)軌，再分辨哪面是基準(zhǔn)導(dǎo)軌的基準(zhǔn)面。導(dǎo)軌或滑塊側(cè)面有小圓弧或文字標(biāo)識(shí)的面為基準(zhǔn)面。②清理、清洗配合面、找準(zhǔn)配合面用螺釘試配（不擰緊的意思）③用工裝（輔助工具）壓緊導(dǎo)軌。從中間交叉向兩端再預(yù)緊再螺釘。最后用力矩扳手?jǐn)Q緊螺釘，力矩值的大小參照廠商提供的數(shù)據(jù)或依據(jù)國標(biāo)來確定。3）直線導(dǎo)軌的裝配與檢測實(shí)施101④復(fù)檢，有可能不合格，調(diào)整，方法還是鏟刮、修磨、墊補(bǔ)償墊等。直到合格為止。⑤請檢查員驗(yàn)收，簽字。④復(fù)檢，有可能不合格，調(diào)整，方法還是鏟刮、修磨、墊補(bǔ)償墊等。102作業(yè)1.什么是運(yùn)動(dòng)副？列舉三個(gè)生活常見的運(yùn)動(dòng)副，并分析其自由度。2.斜床身機(jī)床的特點(diǎn)是什么？為什么斜床身機(jī)床受熱變形影響小？3.說說滾珠絲桿副內(nèi)循環(huán)與外循環(huán)的區(qū)別。4.什么是絲杠的導(dǎo)程？作業(yè)1.什么是運(yùn)動(dòng)副？列舉三個(gè)生活常見的運(yùn)動(dòng)副，并分析其自由103作業(yè)題5.數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)是無極變速的，為何還要用同步齒形帶以及齒輪來變速？6.安裝直線導(dǎo)軌時(shí)關(guān)鍵步驟有哪些？最后擰緊螺釘時(shí)為何要用定力矩扳手？作業(yè)題5.數(shù)控機(jī)床主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)是無極變速的，為何還要104內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)

2）內(nèi)循環(huán)方式：主要靠螺母上安裝的反向器接通相鄰滾道，使?jié)L珠成單圈循環(huán)。反向器的數(shù)目與滾珠圈數(shù)相等。內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠結(jié)構(gòu)2）內(nèi)循環(huán)方式：主要靠螺母上安裝的反向105教學(xué)內(nèi)容進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件裝調(diào)主傳動(dòng)機(jī)械裝調(diào)刀輔傳動(dòng)機(jī)械裝調(diào)數(shù)控工作臺(tái)機(jī)械裝調(diào)數(shù)控機(jī)床整機(jī)機(jī)械裝調(diào)數(shù)控機(jī)床位置精度檢測與補(bǔ)償教學(xué)內(nèi)容進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件裝調(diào)主傳動(dòng)機(jī)械裝調(diào)刀輔傳動(dòng)機(jī)械裝106項(xiàng)目一、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件裝調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)選用典型零部件進(jìn)行數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與調(diào)整。2.會(huì)用工夾量具對進(jìn)給傳動(dòng)鏈進(jìn)行精度檢測。3.能對進(jìn)給傳動(dòng)鏈的關(guān)鍵零部件進(jìn)行計(jì)算與校核。項(xiàng)目一、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件裝調(diào)學(xué)習(xí)目標(biāo)107進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件首先了解普通機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件。普通車床。(圖片如下)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械

功能部件首先了解普通機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)械功能部件。108普通車床

普通車床109普通銑床普通銑床110數(shù)控車床數(shù)控車床111立式加工中心立式加工中心112

113臥式加工中心臥式加工中心114數(shù)控機(jī)床概論數(shù)控機(jī)床---柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)裝備。柔性制造系統(tǒng)是由統(tǒng)一的信息控制系統(tǒng)、物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和一組數(shù)字控制加工設(shè)備組成，能適應(yīng)加工對象變換的自動(dòng)化機(jī)械制造系統(tǒng)(FlexibleManufacturingSystem)，英文縮寫為FMS。敏捷制造的核心思想是：要提高企業(yè)對市場變化的快速反應(yīng)能力，滿足顧客的要求。除了充分利用企業(yè)內(nèi)部資源外，還可以充分利用其他企業(yè)乃至社會(huì)的資源來組織生產(chǎn)。

發(fā)展趨勢---高精化、高速化、高效化、柔性化、智能化和集成化。還要注重工藝適用性和經(jīng)濟(jì)性。就加工精度而言—目前普通精度加工水平是20世紀(jì)50年代的精迷加工水平，提高了100倍。國內(nèi)水平大致為0.008～0.010mm。國外水平大致為0.002～0.003mm。數(shù)控機(jī)床概論數(shù)控機(jī)床---柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基115進(jìn)給系統(tǒng)任何數(shù)控機(jī)床—其進(jìn)給系統(tǒng)的裝配精度是決定整機(jī)加工精度的關(guān)鍵因素。進(jìn)給傳動(dòng)鏈----結(jié)構(gòu)示意圖（如下）進(jìn)給系統(tǒng)任何數(shù)控機(jī)床—其進(jìn)給系統(tǒng)的裝配精度是決定整機(jī)加工精度116工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件圖1-2（書本P2)X軸工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件圖1-2（書本P2)X軸117某加工中心工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件某加工中心工作臺(tái)進(jìn)給軸功能部件1181.數(shù)控機(jī)床對數(shù)控機(jī)械的要求1）靜剛度要好機(jī)床在靜態(tài)力作用下的剛度----靜剛度機(jī)床在動(dòng)態(tài)力作用下的剛度----動(dòng)剛度也有用剛度的倒數(shù)-----柔度來描述機(jī)床的該項(xiàng)性能的。剛度越大，柔度越小。反比關(guān)系。機(jī)床的靜剛度為k=P/δP----機(jī)床的靜負(fù)荷（N）；δ-----機(jī)床在靜負(fù)荷作用下產(chǎn)生的變形量；1.數(shù)控機(jī)床對數(shù)控機(jī)械的要求1）靜剛度要好119機(jī)床的動(dòng)剛度為kd=k√(1-ω2／ωn2)+4ξ2ω2／ωn2ω---外加激振力的頻率（HZ）；ωn---機(jī)床結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的固有頻率（HZ）；ξ----機(jī)床的阻尼比；阻尼（英語：damping）是指任何振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)中，由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動(dòng)幅度逐漸下降的特性。實(shí)際的粘性阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比稱為阻尼比。機(jī)床的動(dòng)剛度為120提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的方法有；提高機(jī)床構(gòu)件的靜剛度和固有頻率。改善薄弱環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)和布局。合理設(shè)計(jì)構(gòu)件的截面形狀及尺寸，所謂合理----是指以較小的結(jié)構(gòu)質(zhì)量獲得較高的靜剛度和適當(dāng)?shù)墓逃蓄l率。（工字鋼）設(shè)置卸載裝置----減少零部件的靜力變形。提高構(gòu)件之間的接觸剛度。是指零件結(jié)合面在外力作用下底抗變形的能力。使用新材料和鋼板焊接結(jié)構(gòu)等。提高機(jī)床結(jié)構(gòu)剛度的方法有；121

2）熱變形要小機(jī)床受熱產(chǎn)生變形是影響機(jī)床加工精度的重要因素之一。必須重視。改善方法有：控制機(jī)床環(huán)境溫度，設(shè)計(jì)熱對稱結(jié)構(gòu)、斜床身結(jié)構(gòu)，采取熱平衡措施等技術(shù)。2）熱變形要小122

3）傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要簡單主傳動(dòng)系統(tǒng)方面：（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)---傳遞扭矩）傳統(tǒng)的主傳動(dòng)系統(tǒng)—電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-變速箱-主軸。當(dāng)前趨勢----電動(dòng)機(jī)，主軸合為一體。3）傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要簡單123進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)方面；（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)）傳統(tǒng)的方式是---電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-滾珠絲桿螺母副-工作臺(tái)。當(dāng)前趨勢----只有電動(dòng)機(jī)和工作臺(tái)。省去了：聯(lián)軸器-滾珠絲桿螺母副。那么它怎么樣把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)？旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)變?yōu)橹本€電動(dòng)機(jī)。(后面有介紹）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)方面；（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)）1242.幾種典型機(jī)床部件1）滾珠絲桿螺母副（運(yùn)動(dòng)副）什么是運(yùn)動(dòng)副-----兩構(gòu)件直接接觸組成的可動(dòng)連接，它限制了兩構(gòu)件之間的某些相對運(yùn)動(dòng)。比如：鉸鏈副、齒輪副、渦輪蝸桿副、齒輪齒條副等。2.幾種典型機(jī)床部件1）滾珠絲桿螺母副（運(yùn)動(dòng)副）125項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件126滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一。其作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)可逆）。觀察螺釘螺母之間相互運(yùn)動(dòng)。螺釘螺母—簡單的滑動(dòng)絲桿螺母副。滾珠絲桿螺母副是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一。其作用是將電動(dòng)機(jī)的旋127滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖片滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖片128項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件129滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖內(nèi)循環(huán)在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸鍵反向器，反向器上銑有S形回珠槽，將相鄰螺紋滾道聯(lián)結(jié)起來，滾珠從螺紋滾道進(jìn)入反向器，借助反向器迫使?jié)L珠越過絲杠牙頂進(jìn)入相鄰滾道，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。一般一個(gè)螺母上裝有2~4個(gè)反向器，反向器沿螺母圓周均布。這種結(jié)構(gòu)徑向尺寸緊湊，剛性好，且不易磨損，因返程滾道短，不易發(fā)生滾珠堵塞，摩擦損失小。但反向器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，且不能用于多頭螺紋傳動(dòng)。滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖內(nèi)循環(huán)在螺母的側(cè)孔中裝有圓柱凸鍵反向器，130滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖外循環(huán)-滾珠在返回過程中與絲杠表面脫離接觸；外循環(huán)常見的有插管式和螺旋槽式。

圖(a)為插管式，它用彎管作為返回管道，這種形式結(jié)構(gòu)工藝性好，但管道突出螺母體外，徑向尺寸較大。圖(b)為螺旋槽式，它是在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔并與螺紋滾道相切，形成返回通道。這種形式的結(jié)構(gòu)比插管式的結(jié)構(gòu)徑向尺寸小，但制造較為復(fù)雜。

滾珠絲桿螺母副結(jié)構(gòu)圖外循環(huán)-滾珠在返回過程中與絲杠表面脫離接131滑動(dòng)絲杠與滾動(dòng)絲杠比較滑動(dòng)絲杠與滾動(dòng)絲杠比較132項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件133滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（1）傳動(dòng)效率高為90％～98％是滑動(dòng)絲杠的2～4倍。原因是：滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。扭矩和推力的轉(zhuǎn)換公式為F=2πηM/SS-----導(dǎo)程（螺紋中的螺距）F---推力M----扭矩η----傳動(dòng)效率，一般取0.9（偏向保守）（書P5圖1-5）滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（1）傳動(dòng)效率高為90％～9134項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件135滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)摩擦阻力小靈敏度高啟動(dòng)時(shí)無顫動(dòng)低速時(shí)無爬行因此可精密控制微量進(jìn)給。（3）高精度運(yùn)動(dòng)中升溫小，熱膨脹也小。并且采取預(yù)緊方式消除螺母的軸向間隙，還可以對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸消除熱膨脹帶來的影響。滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（2）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)摩擦阻力小靈敏136滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（4）耐用性高鋼球滾動(dòng)接觸處的硬度為58～63HRC，運(yùn)動(dòng)過程為純滾動(dòng)—磨損小，故而使用壽命長精度保持性好。（5）同步性好由于運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、反應(yīng)快、無阻滯、無滑動(dòng)，用幾套相同的滾珠絲桿傳動(dòng)系統(tǒng)同時(shí)傳動(dòng)幾個(gè)相同的部件和裝置，可以獲得很好的同步效果。（6）可靠性好與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)比，故障低，維修保養(yǎng)簡單，只需進(jìn)行一般的潤滑和防塵。滾珠絲桿螺母副的傳動(dòng)特點(diǎn)（4）耐用性高鋼球滾動(dòng)接觸處的137幾種典型機(jī)床部件2）滾動(dòng)導(dǎo)軌副（作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)）也是數(shù)控機(jī)床的核心部件之一。其作用是支撐數(shù)控機(jī)床的立柱、工作臺(tái)等部件。滾動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式很多，其共同特點(diǎn)是利用滾動(dòng)體（鋼球或鋼柱）的滾動(dòng)將導(dǎo)軌副的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。大大減少了摩擦阻力，摩擦系數(shù)在0.003左右。其結(jié)構(gòu)是由導(dǎo)軌、滾動(dòng)體、滑塊三個(gè)主要零件組成。幾種典型機(jī)床部件2）滾動(dòng)導(dǎo)軌副（作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)）也是數(shù)138雙“V”形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副雙“V”形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副139項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件140圓柱形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副圓柱形直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副141另一種直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，它的滾動(dòng)體是圓柱體，稱為-------滾子導(dǎo)軌塊。

另一種直線滾動(dòng)導(dǎo)軌，它的滾動(dòng)體是圓柱體，稱為-------滾142直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于低摩擦力，響應(yīng)迅速、移動(dòng)速度高、無低速爬行，從而得到較高的定位精度。缺點(diǎn)：剛性不足（相對滑動(dòng)導(dǎo)軌而言）、吸振性和阻尼性不足。對賍物較敏感，必須有好的防護(hù)裝置?？箾_擊能力差，易損壞，現(xiàn)場不易修復(fù)。裝卸工件時(shí)注意，輕拿輕放。直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于低摩擦力，響應(yīng)迅速、移動(dòng)速度143幾種典型機(jī)床部件3）貼塑導(dǎo)軌（滑動(dòng)導(dǎo)軌）----就是在原鋼制的導(dǎo)軌上粘貼一層塑料。種類有：貼塑導(dǎo)軌軟帶、三層復(fù)合材料DU導(dǎo)軌板、塑料涂層等。其中貼塑導(dǎo)軌軟帶應(yīng)用的廣，結(jié)構(gòu)簡單、加工成本低、摩擦系數(shù)小、吸振性好、剛性好等。目前用的廣和多的是聚四氟乙烯（4F）。在聚四氟乙烯中加入各種金屬和非金屬材料（比如：青銅粉、二硫化鉬、石墨等）可以改善或提高其性能，稱為---聚四氟乙烯基軟帶（4FJ）?？拐裥詢?yōu)于滾動(dòng)軌道。幾種典型機(jī)床部件3）貼塑導(dǎo)軌（滑動(dòng)導(dǎo)軌）----就是在原鋼制144工作臺(tái)和滑座及貼塑的橫剖面圖工作臺(tái)和滑座及貼塑的橫剖面圖145項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件146塑料導(dǎo)軌加工方法粘貼----固化----磨削----刮研（刮研點(diǎn)要深便于儲(chǔ)油、潤滑）塑料導(dǎo)軌加工方法粘貼----固化----磨削----刮研（刮147幾種典型機(jī)床部件4）間隙消除機(jī)構(gòu)在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)副的傳動(dòng)間隙是導(dǎo)致反向誤差的主要因素之一，直接影響加工精度。消除反向間隙是數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須解決的問題。解決的方法很多，原理是改變主、被動(dòng)齒輪在齒槽中的接觸條件，即保證齒輪的齒兩面都接觸上，或間隙盡可能的小。幾種典型機(jī)床部件4）間隙消除機(jī)構(gòu)148雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙149雙齒輪齒條液壓預(yù)緊消除間隙預(yù)加負(fù)載雙齒輪—齒條無間隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸2上有兩個(gè)斜齒輪且螺旋方向相反，軸2的運(yùn)動(dòng)又分別傳至軸1和軸3，軸1上的齒輪4和軸3上的齒輪5都和床身齒條嚙合。對軸2施加軸向力（可在端部設(shè)有加載彈簧，通過調(diào)整螺母施加軸向力，也可靠液壓加負(fù)載），使軸2上的斜齒輪產(chǎn)生微量的軸向移動(dòng)，由于軸2上的兩個(gè)斜齒輪的螺旋方向相反，因此軸1和軸3便以相反的方向轉(zhuǎn)過微小角度，使齒輪4和5分別與齒條齒槽的左右側(cè)面貼緊而消除了間隙。

雙齒輪齒條液壓預(yù)緊消除間隙預(yù)加負(fù)載雙齒輪—齒條無間隙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)150幾種典型機(jī)床部件5）無間隙傳動(dòng)聯(lián)軸器機(jī)械傳動(dòng)中為何要使用聯(lián)軸器？能不能不用聯(lián)軸器？比如：電動(dòng)機(jī)----聯(lián)軸器----滾珠絲桿螺母副中去掉聯(lián)軸器。選用聯(lián)軸器時(shí)要考慮傳動(dòng)力矩的大小、孔徑、方式、兩軸的允許平行偏差、角度偏差、消振性及外形尺寸。幾種典型機(jī)床部件5）無間隙傳動(dòng)聯(lián)軸器151常見的幾種聯(lián)軸器（十字滑塊）常見的幾種聯(lián)軸器（十字滑塊）152常見的幾種聯(lián)軸器（波紋管）常見的幾種聯(lián)軸器（波紋管）153常見的幾種聯(lián)軸器（彈性膜片）常見的幾種聯(lián)軸器（彈性膜片）154項(xiàng)目一-數(shù)控機(jī)床裝調(diào)課件155幾種典型機(jī)床部件6）帶傳動(dòng)數(shù)控機(jī)床中由于結(jié)構(gòu)限制和性能要求不允許同軸時(shí)，可考慮采用皮帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)是一種傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式，常見的有V形帶傳動(dòng)、平帶傳動(dòng)、多楔帶傳動(dòng)和同步齒形帶傳動(dòng)。數(shù)控機(jī)床大多用同步齒形帶，是緣于其準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。齒形帶又分為梯形齒的和圓弧齒的同步帶。幾種典型機(jī)床部件6）帶傳動(dòng)數(shù)控機(jī)床中由于結(jié)構(gòu)限制和156同步齒形帶結(jié)構(gòu)同步齒形帶結(jié)構(gòu)157兩種齒形帶比較梯形齒同步帶與小帶輪接觸時(shí)，齒形變形，受力情況變壞。高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有較大的噪聲和振動(dòng)。圓弧齒同步帶沒有梯形齒同步帶的缺點(diǎn)。同時(shí)具有帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。不打滑，不需要很大的緊力，傳動(dòng)效率可達(dá)98%～99.5％數(shù)控機(jī)床需要時(shí)的首選。兩種齒形帶比較梯形齒同步帶圓弧齒同步帶158幾種典型機(jī)床部件7）角接觸球軸承多數(shù)情況下，數(shù)控機(jī)床的軸承要同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷，常用的角接觸球軸承的接觸角為15°～60°。幾種典型機(jī)床部件7）角接觸球軸承159常見的幾種軸承常見的幾種軸承160常見的幾種軸承常見的幾種軸承161幾種典型機(jī)床部件8)底座（床身）機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)都依附于它之上，因此要有很好的剛性。保證剛度的措施有：（1）整體底座，合理布筋。（2）合理布局回水、排屑結(jié)構(gòu)。（3）適當(dāng)加大導(dǎo)軌的跨度。（4）軸承座與底座鑄成一體。幾種典型機(jī)床部件8)底座（床身）機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件162底座圖底座圖163幾種典型機(jī)床部件9）立柱也是機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件立柱上設(shè)有主軸箱上下移動(dòng)的軌道和主軸平衡裝置。對剛性的要求也高，保證部件的剛度是保證機(jī)床加工精度的前提（必要條件）。立柱應(yīng)具有的特點(diǎn)：（1）框架式結(jié)構(gòu)，熱對稱性好、剛度高。（2）設(shè)有平衡裝置來平衡主軸箱。（3）絲杠軸承座與立柱一體。幾種典型機(jī)床部件9）立柱也是機(jī)床的重要基礎(chǔ)部件164立柱圖立柱圖165幾種典型機(jī)床部件10）直線電動(dòng)機(jī)是一種直接將電能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的傳動(dòng)裝置，省去中間傳動(dòng)裝置（如：聯(lián)軸器、軸承、軸承座、絲杠等）大大提高機(jī)床的加工精度。因此稱“零傳動(dòng)”或“直接驅(qū)動(dòng)”技術(shù)。其原理可以簡單認(rèn)為是將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)沿徑向剖開，展直。新技術(shù)，未來的發(fā)展方向，可能是成本方面和技術(shù)的考慮，普及程度不高。幾種典型機(jī)床部件10）直線電動(dòng)機(jī)166直線電動(dòng)機(jī)圖片直線電動(dòng)機(jī)圖片167機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算1.滾珠絲桿副的傳動(dòng)要求機(jī)床的伺服進(jìn)給傳動(dòng)是把調(diào)節(jié)器的控制指令轉(zhuǎn)換成三個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)，因此，數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置必須具有下列特征。（1）良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)---控制參數(shù)變更時(shí)，機(jī)床滑臺(tái)及時(shí)跟上變化。（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性好---負(fù)載變化時(shí)，輸出速度基本不變。（3）位置精度高---實(shí)際位移與指令位移的差值要小。（4）調(diào)速范圍要寬---既能實(shí)現(xiàn)最小設(shè)定的速度值，又能空載高速運(yùn)行。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算1.滾珠絲桿副的傳動(dòng)要求168機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算2.滾珠絲桿副的選擇與計(jì)算滾珠絲桿的選擇包括：滾珠絲桿導(dǎo)程的計(jì)算和選擇。滾珠絲桿名義直徑計(jì)算和選擇。滾珠絲桿精度選擇。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算2.滾珠絲桿副的選擇與計(jì)算1691）滾珠絲桿導(dǎo)程精度的選擇滾珠絲桿導(dǎo)程精度是指在全行程內(nèi)規(guī)定長度范圍內(nèi)----導(dǎo)程的變動(dòng)量。規(guī)定長度范圍--普通機(jī)床為任意300mm,精密機(jī)床為全程。選取的基本原則為：導(dǎo)程精度=1/3～1/2的機(jī)床精度。（此外，為了消除絲杠發(fā)熱膨脹，除了采取潤滑、冷卻的手段之外，廠家還有意把絲杠導(dǎo)程預(yù)置為負(fù)值，以此來抵消熱膨脹的影響。這個(gè)值的計(jì)算公式為ΔL=αLΔt）1）滾珠絲桿導(dǎo)程精度的選擇1702)滾珠絲桿軸向間隙的解決措施滾珠絲桿軸向間隙是由螺母和絲杠的配合產(chǎn)生的，解決的措施也是施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力。具體方法---兩個(gè)螺母中間加墊片。2)滾珠絲桿軸向間隙的解決措施171機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算滾珠絲杠螺紋滾道型面的形狀國內(nèi)投產(chǎn)的螺紋滾道型面的形狀，僅有單圓弧型面和雙圓弧型面兩種。如圖所示，滾珠與滾道型面接觸點(diǎn)法線與絲杠軸線的垂直線間夾角稱為接觸角β。滾珠絲杠螺母副螺紋滾道型面的截形a—單圓弧型面；b—雙圓弧型面ab機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算滾珠絲杠螺紋滾道型面的形狀滾珠絲杠螺172墊片的厚度決定預(yù)緊力的大小。選用多厚的墊片合適？首先要知道預(yù)緊力的大小。設(shè)預(yù)緊力為P0螺母A、B的變形量皆為δ0

在彈性變形范圍內(nèi)，螺母變形量δ與壓力P之間有這樣關(guān)系δ=cP2/3---赫茲公式（c---與螺紋滾道曲率、材料的彈性模量有關(guān)的系數(shù)）當(dāng)螺母受到工作載荷Pw時(shí)，方向指向螺母A。螺母A的變形量為δA=δ0–Δδ，螺母B的變形量為δB=δ0+Δδ，墊片的厚度決定預(yù)緊力的大小。選用多厚的墊片合適？首先要知道預(yù)173為滿足絲杠在最大軸向載荷Pwmax作用下也不能有間隙，δA最多為零。（為什么？）即：δA=0=δ0–Δδδ0=Δδ那么δB=2δ0由赫茲公式可得δ0=cP02/3

δB=cPwmax2/3=2δ0=2cP02/3

于是有P0=Pwmax/(2√2)≈

Pwmax/3結(jié)論是：預(yù)緊力不應(yīng)超過最大軸向載荷的1/3。為滿足絲杠在最大軸向載荷Pwmax作用下也不能有間隙，δA1743）導(dǎo)程Ph的計(jì)算與選擇導(dǎo)程的選擇應(yīng)滿足這樣的條件：伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行件所移動(dòng)的距離不小于執(zhí)行件所要求移動(dòng)的距離。即：vmax---執(zhí)行件所要求移動(dòng)的最大線速度；nmax---伺服驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速。3）導(dǎo)程Ph的計(jì)算與選擇vmax---執(zhí)行件所要求移動(dòng)的1754）滾珠絲杠名義直徑的計(jì)算與選擇

滾珠絲杠名義直徑按所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷來選擇。當(dāng)量動(dòng)載荷是指一批相同規(guī)格的滾珠絲杠經(jīng)過一百萬次運(yùn)轉(zhuǎn)后，90%的滾珠絲杠副不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕時(shí)的軸向載荷。滾珠絲杠的名義直徑越大，則承載能力和剛度越大。4）滾珠絲杠名義直徑的計(jì)算與選擇1765）軸承及其安裝方式的選擇若機(jī)床需要大扭矩輸出型，采用絲杠專用軸承（公稱接觸角為60°，以保證大的軸向支撐力）兩端固定的安裝方式。5）軸承及其安裝方式的選擇1776）滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算對數(shù)控機(jī)床來說，滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速是指滑臺(tái)快速移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。因此，只要此時(shí)的轉(zhuǎn)速不超過臨界轉(zhuǎn)速就可以了。臨界轉(zhuǎn)速一般以校核絲杠軸的轉(zhuǎn)速與在自振頻率下的轉(zhuǎn)速是否接近為依據(jù)。如果很接近，就會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫共振，影響機(jī)床的穩(wěn)定工作，因此絲杠必須在臨界轉(zhuǎn)速下使用。

6）滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速的驗(yàn)算178機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算3．進(jìn)給系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與校核進(jìn)給系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)源是伺服電動(dòng)機(jī)。伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)工件運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)階段：一是機(jī)床啟動(dòng)時(shí)，機(jī)床各進(jìn)給軸從機(jī)床坐標(biāo)原點(diǎn)加速接近工件，此階段要求伺服電動(dòng)機(jī)有高的加速力矩Ta及很短的伺服上升時(shí)間tup,以達(dá)到快速空載所需要的力矩Tqul；二是加工工件時(shí)，克服切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc、最大切削負(fù)載所需要的力矩Tml。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算3．進(jìn)給系統(tǒng)伺服電動(dòng)機(jī)的選擇與校核1791）伺服電動(dòng)機(jī)階躍加速時(shí)的加速力矩為—工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速；—伺服電動(dòng)機(jī)的加速時(shí)間，對于階躍加速取

—伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；—負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為進(jìn)給系統(tǒng)各組成環(huán)節(jié)的慣量折算到電動(dòng)機(jī)軸上的慣量之和。

1）伺服電動(dòng)機(jī)階躍加速時(shí)的加速力矩為—工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)，伺服電動(dòng)1802）切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc與最大切削負(fù)載所需要的力矩Tml切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc由兩部分組成，一是切削時(shí)的負(fù)載力矩Tl;二是滾珠絲杠副引起的磨擦力矩Tsc。2）切削進(jìn)給所需要的力矩Tfc與最大切削負(fù)載所需要的力矩Tm1813）切削時(shí)最大切削負(fù)載力矩Tml

1824）負(fù)載慣量的匹配計(jì)算機(jī)械部分的等效慣量對進(jìn)給系統(tǒng)的響應(yīng)特性是有影響的。越大，響應(yīng)越緩，出現(xiàn)超調(diào)的可能性越大，超調(diào)的幅值也越大；相比而言，越小，系統(tǒng)響應(yīng)越快，也越穩(wěn)。在設(shè)計(jì)中機(jī)械部分的等效慣量必須在一定的取值范圍內(nèi)，即4）負(fù)載慣量的匹配計(jì)算1834．傳動(dòng)系統(tǒng)剛度及精度的驗(yàn)算傳動(dòng)系統(tǒng)綜合剛度計(jì)算本機(jī)床伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的各組成環(huán)節(jié)的剛度，如伺服電動(dòng)機(jī)的剛度ksv、聯(lián)軸器的剛度kcp、滾珠絲杠的剛度ksc及其承載軸承的剛度kbr、絲杠鎖緊螺母的剛度knt等對系統(tǒng)的綜合剛度k都有影響。系統(tǒng)是由這幾部分串聯(lián)而成的，因此由彈簧串聯(lián)的綜合剛度公式可得機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算4．傳動(dòng)系統(tǒng)剛度及精度的驗(yàn)算機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算184機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算5．結(jié)論加工中心的定位精度是在不切削空載條件下檢驗(yàn)的，故軸向載荷為不切削時(shí)的負(fù)載力Fmin。因此力引起的彈性變形為所選用的滾珠絲杠在任意300mm內(nèi)的導(dǎo)程誤差為。因此，本機(jī)床總的彈性變形為、/全行程。機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算185機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算

6．滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選型滾動(dòng)導(dǎo)軌內(nèi)的滾珠與溝槽的常用結(jié)構(gòu)可分為二列式與四列式，依其負(fù)載與剛性的不同而應(yīng)用于不同場合。一般而言，滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)以二列式雙圓弧型與四列式單圓弧型為主。二列式雙圓弧型結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)導(dǎo)軌副能承受各個(gè)方向的力和力矩，在輕負(fù)載或中負(fù)載應(yīng)用場合較多，尤其在側(cè)向負(fù)載較大時(shí)。四列式單圓弧型結(jié)構(gòu)的滾動(dòng)導(dǎo)軌副采用較大的預(yù)緊力，剛性較好，在重負(fù)載或超重負(fù)載場合應(yīng)用較多，機(jī)械功能部件的選擇與計(jì)算

6．滾動(dòng)導(dǎo)軌副的選型186進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測1.滾珠絲桿的裝配與檢測1)簡介滾珠絲杠知名生產(chǎn)：廠商家有日本THK、BOSCH、臺(tái)灣元銀、南京工藝裝備、漢江機(jī)床等。滾珠絲杠具有壽命長、摩擦力小、傳動(dòng)效率高、經(jīng)預(yù)緊后剛度和精度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。滾珠絲杠是在具有螺旋槽的絲杠螺母間裝有滾珠作為中間傳動(dòng)元件，螺旋槽設(shè)計(jì)為雙圓弧滾道，使鋼球在運(yùn)動(dòng)中有良好的線性接觸，螺母上特殊設(shè)計(jì)的返向器可使?jié)L珠能無阻滯地循環(huán)。螺母的特殊配置能實(shí)現(xiàn)不同的預(yù)加負(fù)荷。滾動(dòng)接觸面的硬度達(dá)到60～62HRC,傳動(dòng)效率可達(dá)92%～98%。

進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測1.滾珠絲桿的裝配與檢測187進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測2）滾珠絲桿裝配的技術(shù)要求a.滾珠絲桿副相對于運(yùn)功部件不能有軸向串動(dòng)；b.螺母座中心孔與絲杠同心；c.滾珠絲桿副中心線在兩個(gè)方向上與導(dǎo)軌平行；d.能方便地進(jìn)行間隙調(diào)整和絲杠的預(yù)拉伸。進(jìn)給傳動(dòng)鏈的裝配與檢測2）滾珠絲桿裝配的技術(shù)要求188兩端軸承最與螺母座同心兩端軸承最與螺母座同心189安裝技術(shù)要求：a.基準(zhǔn)面水平方向的直線度≤0.02mm/1000mm;b.絲杠水平和垂直兩面的母線與導(dǎo)軌的平行度≤0.015mm;c.螺母端面跳動(dòng)≤0.02mm。表示端面垂直于絲杠軸心的程度。？安裝技術(shù)要求：1903）滾珠絲桿裝配的實(shí)施a.領(lǐng)出待裝的零件：滾珠絲桿副、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)座、軸承座、軸承座壓蓋、螺母座、補(bǔ)正墊片、固定用的螺釘、鎖緊螺母。b.清洗、修平基準(zhǔn)面。清洗滾珠絲桿副上的防銹油，注意：不得使防銹油流入螺母內(nèi)。清洗其他零件的安裝面，確保無油污、賍物、鐵屑。試配螺釘---裝上螺釘不擰緊。c.用水平儀找平電動(dòng)機(jī)座、軸承座基準(zhǔn)平面。？d.安裝滾動(dòng)絲杠副，事先要調(diào)好兩個(gè)導(dǎo)軌的精度。保證絲杠在兩個(gè)方向上與導(dǎo)軌平行。3）滾珠絲桿裝配的實(shí)施191鎖緊螺母（圓螺母）螺母座水平儀鎖緊螺母（圓螺母）螺母座水平儀192第一步：水平平面內(nèi)找直，將千分表固定在導(dǎo)軌滑塊上，表頭打在絲杠的上母線上，得出兩端的差值。不平的話，加墊片（補(bǔ)正墊片），墊片的厚度取決于差值。第二步：垂直平面內(nèi)找直，千分表依然是固定在導(dǎo)軌滑塊上，只是表頭要打在絲杠的側(cè)母線上，得出兩端的差值。不平時(shí)，左右移動(dòng)軸承座找整，擰緊螺釘。