第4章数控机床的进给传动系统

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三、滚动导轨的结构
(1) 滚动导轨的结构 滚动直线导轨副为四方向等载荷带球保持器
型滚动直线导轨，是较常见的一种导轨副。图 中1是支承导轨，上面装有滑块8，在滑块8中 装有4组滚珠，在支承导轨和滑块间的直线滚 道内滚动。当滚珠3滚动到滑块的端面时，经 挡板6由回珠孔返回另一端，从而循环工作。 其中4为保持架，2为侧面密封垫。密封垫5是 用来防止灰尘进入导轨。9为润滑油嘴，可从 此注入润滑油。滚珠3之间用保持器7分开，滚 珠之间不发生碰撞，降低了导轨副中在运动中 产生的噪音，称之为低噪音型滚动直线导轨。
滑动导轨分为金属对金属的一般类型的导轨 和金属对塑料的塑料导轨两类。
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2、静压导轨
液体静压导轨指压力油通过节流器进入两相 对运动的导轨面，所形成的油膜使两导轨面分 开，保证导轨面在液体摩擦状态下工作。
3、滚动导轨
摩擦系数小、运动轻便、位移精度和定位精 度高、耐磨性好、抗震性较差、结构复杂、防 护要求较高。
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二、滚珠丝杠副的循环方式
常用的循环方式有外循环与内循环两种。 （1）外循环
滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称 为外循环。 （2）内循环
滚珠在循环过程中，始终与丝杠保持接触的 称为内循环
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三、滚珠丝杠副的预紧
滚珠丝杠副预紧的目的是为了消除丝杠与 螺母之间的间隙和施加预紧力，以保证滚珠丝 杠反向传动精度和轴向刚度。
稳性等，对机械传动装置提出如下要求： • (1) 减少摩擦阻力； • (2) 减少运动惯量； • (3) 高的传动精度与定位精度； • (4) 宽的进给调速范围； • (5) 无间隙传动； • (6) 响应速度要快; • (7) 稳定性好、寿命长; • (8) 使用维护方便。
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4.2 滚珠丝杠螺母副
选用要点：
应该根据机床的精度要求来选用滚珠丝杠副 的精度，根据机床的载荷来选定丝杠的直径， 并且要验算丝杠扭转刚度、压曲刚度、临界转 速与工作寿命等。
精度等级的选择：
滚珠丝杠副的精度将直接影响数控机床各坐 标轴的定位精度。普通精度的数控机床，一般 可选用D级，精密级数控机床选用C级精度的 滚珠丝杠副。
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四、滚珠丝杠副的应用
（一）滚珠丝杠副的支承 常见安装方式有以下四种情况:
(1)固定—自由 适用于低转速，中精度，短轴向 丝杠。
(2)支承—支承 适用于中等转速，中精度。 (3)固定—支承 适用于中等转速、高精度。 (4)固定—固定 适用于高转速、高精度。
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（二）滚珠丝杠副的选择方法
第4章数控机床的进给传 动系统
2020年6月6日星期六
第四章数控机床的进给传动系统
• 4.1 概述 • 4.2 滚珠丝杠螺母副 • 4.3 导轨滑块副 • 4.4 静压蜗杆—蜗轮条传动 • 4.5 直线电动机传动 • 4.6 进给传动系统常见故障诊断及维修
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•4.1 概述
• 为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平
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（3）齿差消隙式
在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分 别与紧固在螺母座两端的内齿圈相啮合，其齿 数分别为和，并相差一个齿。调整时，先取下 内齿圈，让两个螺母相对于螺母座同方向转动 一个齿（则螺母1沿轴向移动，螺母2移动）， 然后插上内齿轮，再将内齿轮紧固，则两个螺 母便产生相对轴向位移，位移量为（为丝杠导 程）。
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（四）制动装置
目前常见的有机械式和电气式两种。电气方 式制动是采用电磁制动器，而且这种制动器就 做在电机内部。
FANUC公司伺服电机带制动器的示意图。 机床工作时，在制动器线圈7电磁力的作用下 ，使齿轮8与内齿轮9脱开，弹簧受压缩，当停 机或停电时，电磁铁失电，在弹簧恢复力作用 下，齿轮8、9啮合，齿轮9与电机端盖为一体 ，故与电机轴联接的丝杠得到制动，这种电磁 制动器装在电机壳内，与电机形成一体化的结 构。
一、滚珠丝杠螺母副概述
滚珠丝杠螺母副（简称滚珠丝杠副）是一 种在丝杠与螺母间装有滚珠作为中间传动元件 的丝杠副，是直线运动与回转运动能相互转换 的传动装置。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既 自转又沿滚道循环转动，因而迫使螺母(或丝 杠)轴向移动。
与传统丝杠相比，滚珠丝杠螺母副具有高 传动精度、高效率、高刚度、可预紧、运动平 稳、寿命长、低噪音等优点。
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（三）滚珠丝杠副的验算
（1）刚度验算
刚度验算就是校验丝杠在额定轴向(扭转)载 荷作用下，执行件的失动量。
（2）临界转速验算
应校核丝杠轴的转速与丝杠自身的自振频率 是否接近，如果很接近，会导致强迫共振，影 响机床正常工作。应根据有关计算公式进行的 校核。
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（五）滚珠丝杠副的润滑及防护装置
润滑方式主要有以下两种：润滑脂、润滑油 。润滑脂的给脂量一般是螺母内部空间容积的 1/3，某些生产厂家在装配时螺母内部已加注 润滑脂。而润滑油的给油量随行程、润滑油的 种类、使用条件等的不同而不同。
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五、滚珠丝杠副的发展趋势
高速加工用的进给滚珠丝杠要采取改进措施 ，如加大丝杠的导程和增加螺纹的头数，前者 为提高丝杠每转的进给量(即进给速度)，后者 则为弥补丝杠导程增大后所带来的轴向刚度和 承载能力的下降;将实心丝杠改为空心的;改进 回珠器和滚道的设计制造质量，使滚珠的循环 更流畅，摩擦损耗更少 ;采用滚珠丝杠固定 等.
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4.3 导轨滑块副
一、数控机床对导轨滑块副的要求
(1)导向精度高 (2)耐磨性好 (3)刚度大 (4)良好的磨擦特性
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二、导轨副的分类
导轨副按接触面的摩擦性质可以分为滑动导 轨、静压导轨和滚动导轨。 (1) 滑动导轨
特点:摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、工 艺性好、速度较低.
在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母 副的预紧方法有修磨垫片厚度、锁紧双螺母消 隙、齿差式调整方法等。广泛采用的是双螺母 结构消隙。
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（1）修磨垫片消隙式 通过调整垫片厚度使左右两螺母产生轴向位
移，即可消除丝杠螺母间的间隙并产生预紧力 。
（2）锁紧双螺母消隙式 用两个锁紧螺母调整丝杠螺母的预紧量。