数控机床进给传动系统
数控机床的典型机械结构

高传动件的制造精度与刚度。 • 3. 具有良好的抗振性和热稳定性 • 数控机床一般既要进行粗加工, 又要进行精加工。
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5. 2 数控机床主轴系统
• 加工时由于断续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡以及切削过 程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰, 使主轴产生振 动, 影响加工精度和表面粗糙度, 严重时甚至会破坏刀具或工件, 使加 工无法进行。 主轴系统的发热可能导致所有零部件产生热变形, 降低 传动效率, 破坏零部件之间的相对位置精度和运动精度而造成加工误 差。 因此, 要求主轴组件要有较高的固有频率、较好的动平衡、保持 合适的配合间隙并进行循环润滑等。
• 数控机床的机械结构仍然继承了普通机床的构成模式, 其零部件的设 计方法也同样类似于普通机床。
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5. 1 数控机床的机械结构概述
• 但近年来, 随着进给驱动、主轴驱动和CNC 的发展, 为适应高生产 效率的需要, 现今的数控机床有着独特的机械结构, 除机床基础件外, 主要由以下各部分组成。
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第6章 数组
• 6.1 一维数组 • 6.2 二维数组 • 6.3 字符数组 • 6.4 数组程序举例
6.1 一维数组
• 6.1.1一维数组的定义方式 • 一维数组的定义方式为: • 类型说明符数组名[常量表达式]; • 其中: • 类型说明符可以是任何一种基本数据类型或构造数据类型。 • 数组名是用户定义的数组标识符。 • 方括号中的常量表达式须为整型,其值表小数组元素的个数,也称为
来表示。 • (5)允许在同一个类型说明中说明多个数组和多个变量。
3 进给系统

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3.2 联轴器
止振松,用螺母加弹簧垫圈锁紧。图3-3( b)为十字滑块联轴 节,接头槽口需研配,适于负载较小的传动。 2.凸缘式联轴器 如图3-4所示,凸缘式联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器分 别与两轴连接,然后用螺栓把两个半联轴器连成一体,以传 递运动和扭矩。 凸缘式联轴器有两种对中方法:一种是用一个半联轴器上的凸 肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中(图3-4( a)另一 种则是共同与另一刘分环相配合而对中(图3-4(b))。 凸缘式联轴器的材料可用HT250或碳钢,重载时或圆周速度 大于30m/s时应用铸钢或锻钢。它对于所连接的两轴的对中性
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3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠 螺母副
单圆弧型面,接触角a是随负载的大小而变化的,因而轴承刚 度和承载能力也随之而变化,应用较少。双圆弧型面,接触 角选定后是不变的,应用较广。 (3)矩形滚道型面 如图3-10(c)所示,这种型面制造容易,只能承受轴向载荷, 承载能力低,可在要求不高的传动中应用。 4.滚珠丝杠螺母副间隙的消除
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3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠 螺母副
μ=0. 92~0. 96,常规螺母副提高3 ~4倍。因此,功率消耗只相 当于常规丝杠螺母副的1/4 ~1/3。 ②给予适当预紧,可消除丝杠和螺母的螺纹间隙,反向时就 可以消除空行程死区,定位精度高,刚度好。 ③运动平稳,无爬行现象,传动精度高。 ④有可逆性,可以从旋转运动转换为直线运动,也可以从直 线运动转换为旋转运动,即丝杠和螺母都可以作为主动件。
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3.3 滚珠丝杠螺母副与静压丝杠 螺母副
第6章 数控机床的机械结构

1.滚珠丝杠的结构组成
滚珠丝杠由丝杠、螺母、滚珠和滚珠返回装置四 部分组成。按照滚珠的循环方式,滚珠丝杠螺母副分 内循环方式和外循环方式两大类。 内循环方式指在循环过程中滚珠始终保持和丝杠 接触,如图6.16所示。
图6.16 滚珠丝杠内循环方式 1-丝杠;2-反向器;3-滚珠;4-螺母
2)减少各运动零件的惯量
传动件的惯量对进给系统的启动和制动特性都有 影响,尤其是高速运转的零件,其惯量的影响更大。 3)减少运动件的摩擦阻力 机械传动结构的摩擦阻力,主要来自丝杠螺母副 和导轨。 4)响应速度快 快速响应是伺服系统的动态性能,反映了系统的 跟踪精度。它是工件在加工过程中,工作台在规定的 速度范围内灵敏而精确地跟踪指令,且不出现丢步现 象。
1-主轴 2-同步齿形带 3-主轴电机 4-永久磁铁 5-磁传感器 图6.11 加工中心主轴准停装置
4.主轴部件的结构
(1)数控车床主轴部件的结构 数控车床的主传动系
统一般采用交流无级调速电动机,通过皮带传动,带 动主轴旋转。 图 6.12为数控车床主轴外观图。图 6.13 为数控车床主轴部件的典型结构图。主轴电动机通过 带轮15把运动传给主轴7。
1. 齿轮变速的主传动方式
如图6.6(a)所示,主轴电机经过二级齿轮变速, 使主轴获得低速和高速两种转速系列,这种分段无级 变速,确保低速时的大扭矩,满足机床对扭矩特性的 要求,是大中型数控机床采用较多的一种配置方式。
2. 带传动主传动方式
如图6.6(b)所示,主轴电机经带传动传递给主轴, 带传动主要采用 V型带或齿形带传动,可以避免齿轮 传动时引起的振动与噪声,且其结构简单、安装调试 方便,应用广泛。
1.主轴部件的支承与润滑 根据主轴部件的工作精度、刚度、温升和结构的
数控机床的进给及传动机构

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2、消除传动齿轮间隙的措施
1)刚性调整法 2)偏心轴调整法
图 3.18 偏心轮消隙
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图 3.18 偏心轮消隙 1、3 .齿轮 2 .偏心轴套
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3)轴向垫片调整法
图 3.19 加垫片消隙
4)柔性调整法
图 3.20 偏心轮消隙 图 3.21 加垫片消隙
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图 3.19 加垫片消隙 (1、2 .齿轮 3 .垫片)
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● 减小运动惯量 减小运动部件的质量、 减小旋转零件的直径和质量。
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1.2 齿轮传动副
1、传动齿轮副设计应当考虑的问题
齿轮速比分配及传动级数对失动的影响规律: ● 级数越多,存在传动间隙的可能性越大; ● 若传动链中齿轮速比按递减原则分配,则传动链 的起始端的间隙影响较小,末端的间隙影响较大。
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图 3.20 加垫片消隙 1 .宽齿轮 2 .垫片 3、4 .薄片斜齿轮 5 .螺母 6 .轴 7 .宽斜齿轮
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图 3.21 加垫片消隙
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1.3 滚动丝杠螺母副
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1)滚珠丝杠副的循环方式
(1)内循环式
图 3. 22 内循环式滚动丝杠副
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图 3. 22 内循环式滚动丝杠副 1 .丝杠 2 .螺母 3 .滚珠 4 .方向器
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2)齿轮齿条副 (1)双片薄齿轮调整法 (2)双厚齿轮传动
图 3. 28 消除间隙的原理
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图 3. 28 消除间隙的原理 1、2、3 .轴 4、5 .齿轮
数控机床
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图 3.25 螺纹调整预紧结构 1、2.锁紧螺母
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(3)双螺母齿差式调整间隙结构
图 3.26 齿差式调整间隙结构
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图 3.26 齿差式调整间隙结构
数控机床的主传动方式

数控机床的主传动方式数控机床的主传动方式有多种,常见的有伺服电机驱动方式、主轴伺服驱动方式和液压驱动方式。
1. 伺服电机驱动方式:伺服电机驱动方式是数控机床最常见的主传动方式之一。
伺服电机是一种特殊的电机,它能够根据控制信号精确地控制转速和位置。
在数控机床中,伺服电机通常用于驱动主轴、进给轴和其他重要的运动部件。
采用伺服电机驱动方式的数控机床具有运动精度高、响应速度快、动态性能好的优点,广泛应用于高精度加工领域。
2. 主轴伺服驱动方式:主轴伺服驱动方式是一种专门针对主轴进行优化设计的传动方式。
在数控机床中,主轴承担着主要的加工任务,因此主轴伺服驱动方式的设计对于整个机床的加工质量和效率具有重要影响。
主轴伺服驱动方式通常采用伺服电机和蜗轮蜗杆传动机构,通过伺服系统的精确控制来实现主轴的旋转运动。
采用主轴伺服驱动方式的数控机床具有转速范围宽、加工效率高、加工精度好的优点。
3. 液压驱动方式:液压驱动方式是一种利用液压系统实现主传动的方式。
液压驱动方式适用于大型数控机床,特别是用于锻压、冲压、剪切等需要大力矩和力量的加工任务。
液压驱动方式主要通过液压泵、液压缸和液压阀等液压元件实现主传动,具有输出力矩大、传动平稳、可靠性高的优点。
在液压驱动方式下,数控机床能够实现高压、高速、重载的大功率加工任务,适用于重型加工领域。
除了以上主要的传动方式,还有一些其他的传动方式,如:齿轮传动、带传动、链传动等,这些传动方式在一些特定的数控机床中也有应用。
需要根据具体的数控机床的加工任务和要求来选择合适的主传动方式,以实现高效、精密的加工。
数控机床的机械结构

8.1 概 述
1-主轴电动机;2,3-伺服电动机
图8.1 HM-077数控车床传动系 统
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主轴电动机1主要采 用变频电动机,主轴电 动机的动力通过带传动 传递至主轴 。
机床的Z向和X向进给 由两套伺服系统分别驱动, 伺服电动机3和2分别通过 同步齿形带传动滚珠丝杠 螺母副,实现床鞍和滑板 作纵向和横向运动。
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8.2 数控机床的主传动系统
2.主轴轴承配置 ❖ 合理配置轴承可以提高主轴精度,降低温升,简化支承结 构。在数控机床上配置轴承时,前后轴承都应能承受径向 载荷,支承间距离要选择合理,并根据机床的实际情况配 置承受轴向力的轴承。 ❖ 滚动轴承的精度有E级(高级)、D级(精密级)、C级(特精 级)、B级(超精级)四种等级。
❖ 这就要求换刀时主轴必须准确停在某个径向位置上,保证 每次换刀时刀柄上的键槽对准主轴的端面键,为了满足主 轴准停这一功能要求而设置的装置称为主轴准停装置。
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8.2 数控机床的主传动系统
1-主轴;2-同步带;3-主轴电动机;4-永久磁铁;5-磁传感器
图8.16 电气控制式主轴准停装置
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8.2 数控机床的主传动系统
25
8.2 数控机床的主传动系统
❖ 要求主轴部件的精度要高,包括运动精度和安装刀具或夹 持工件的夹具的定位精度,要求主轴部件结构刚度要好, 要有较好的抗振性及热稳定性,因此数控机床主轴部件在 结构上要解决好主轴的支承、主轴内刀具自动装夹、主轴 的定向停止等问题。
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8.2 数控机床的主传动系统
1.主轴轴承
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8.2 数控机床的主传动系统
8.2.2 主传动类型
★ 数控机床主传动可以分为无级变速、分段无级变速两种 传动方式。 ★ 分段无级变速传动方式通常采用在无级变速电动机之后 串联机械有级变速,以满足数控机床要求的宽调速范围和转 矩特性,如图8.4(a)所示。 ★ 无级变速传动方式电动机本身的调速就能够满足要求, 不用齿轮变速,如图8.4(b)、(c)、(d)所示。
7 机床数控技术-第7章 进给系统的机械传动结构-JIN

7.2 齿轮传动副
1.圆柱齿轮传动消除间隙
图示为另一种双片齿轮周 向弹簧错齿消隙结构,两 片薄齿轮1和2套装一起, 每片齿轮各开有两条周向 通槽,在齿轮的端面上装 有短柱3,用来安装弹簧4。 装配时使弹簧4具有足够的 拉力,使两个薄齿轮的左 右面分别与宽齿轮的左右 面贴紧,以消除齿侧间隙。 适合读数装置,不适合驱 动装置。
6.滚珠丝杆副的支承方式 2)一端装止推轴承,另一端装向心深沟球轴承(双推-支承 式)
图7-16( b)一端装止推轴承,另一端装向心球轴承
此种方式可用于丝杠较长的情况。为了减少丝杠热变形的影 响,热源应远离推力轴承一端。
7.3 滚珠丝杠螺母传动装置及支承
6.滚珠丝杆副的支承方式 3)两端装推力轴承(单推—单推式或双推—单推式)
结构简单,工艺性好,承载 能力较高,但径向尺寸较大。应 用最为广泛,也可用于重载传动 系统。
7.3 滚珠丝杠螺母传动装置及支承
7.3.1
2)内循环反向器式
靠螺母上安装的反 向器接通相邻滚道, 使滚珠成单圈循环, 反向器2的数目与滚 珠圈数相等。
丝杠螺母尺寸较小、 结构紧凑,刚度好,滚 珠流通性好,摩擦损失 小,但制造较困难。适 用于高灵敏、高精度的 进给系统,不宜用于重 载传动中。
7.3 滚珠丝杠螺母传动装置及支承
4.滚珠丝杆副间隙的调整 1)双螺母垫片式消隙
调整垫片1的厚度,可使 两螺母2产生相对位移,以 达到消除间隙、产生预紧拉 力之目的。其特点是结构简 单刚度高、预紧可靠,但使 用中调整不方便。
(b)端部加垫片 (a)中间加垫片
7.3 滚珠丝杠螺母传动装置及支承
4.滚珠丝杆副间隙的调整 2)双螺母螺纹式消隙
7.1 概述 7.2 齿轮传动副 7.3 滚珠丝杠螺母传动装置及支承 7.4 数控机床导轨
数控机床原理与结构分析第5章数控机床的进给系统

contents
目录
• 引言 • 数控机床的进给系统原理 • 数控机床的进给系统结构 • 数控机床的进给系统性能分析 • 数控机床的进给系统维护与保养 • 结论
01 引言
数控机床的进给系统概述
数控机床的进给系统是实现切削加工的重要组成部分,它负 责将主轴的旋转运动传递到工作台或刀具上,以完成工件的 加工。
进给系统的热误差分析
热误差产生原因
热误差是由于进给系统在工作过程中受到热源影响,导致机械部件受热变形和温度升高, 从而影响进给系统的运动精度。热误差主要来源于传动元件、轴承、导轨等部件的受热
变形。
热误差补偿技术
为了减小热误差对进给系统性能的影响,可以采用热误差补偿技术。热误差补偿技术包括温 度检测、误差建模和补偿算法等环节,通过实时监测进给系统的温度变化,建立热误差模型
进给系统由电动机、传动装置、丝杠、工作台等组成,通过 控制电动机的旋转运动,经过一系列的传动装置,最终转化 为工作台或刀具的直线运动。
进给系统在数控机床中的重要性
进给系统是数控机床实现高精度、高效率加工的关键因素之一,其性能直接影响 着加工质量和生产效率。
随着现代制造业的发展,对数控机床的加工精度和效率要求越来越高,因此,对 进给系统的性能要求也越来越高。进给系统的性能优劣直接决定了数控机床的性 能和市场竞争力。
,并采用相应的补偿算法对热误差进行补偿,可以有效提高进给系统的运动精度。
05 数控机床的进给系统维护 与保养
进给系统的日常维护
每日检查
01
检查进给系统各部件是否正常,如导轨、丝杠、轴承等,确保
无异常声音和振动。
润滑保养
02
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数控机床进给传动系统
数控机床是以数字化控制系统为基础的高精度、高效率、高自动化的数控设备。
其进给传动系统作为数控机床中最重要的组成部分之一,其性能将会直接影响机床的加工效率和加工质量。
本文将介绍数控机床进给传动系统的构成、工作原理、传动方式、技术要求和发展趋势等方面。
一、进给传动系统的构成
数控机床进给传动系统是由电机、减速箱、传动装置和运动控制系统等组成的。
电机作为驱动设备,通过减速箱将高速低扭矩的电机转换成低速大扭矩的动力,传动装置则将动力传递到物料上,最终由运动控制系统控制数控机床的运动状态。
二、进给传动系统的工作原理
进给传动系统的工作原理是通过电机的驱动下,通过减速箱将高速低扭矩的动力转变为低速大扭矩的动力输出,经过传动装置传递给物料上,再由运动控制系统进行控制。
其中,进给传动系统的工作精度和稳定性将会直接影响机床的加工精度和稳定性。
三、进给传动系统的传动方式
数控机床的进给传动方式主要有液压、机械式和电子式三种。
其中,液压进给传动系统适用于高功率、高切削力和大型工件的传动,具备很好的稳定性和适应性;机械式进给传动系
统适用于中等功率、中等切削力和中等体积工件的传动,具备可靠性和速度调整灵活度;电子式进给传动系统适用于高精度、高速传动,具备精度高、稳定性好、速度范围大等优点。
四、技术要求
数控机床进给传动系统的技术要求主要包括传动精度和传动稳定性。
传动精度是指传动装置的转速精度、位置精度、运动精度和位置控制精度等因素;传动稳定性是指传动装置的噪声、振动、温度稳定性和电磁兼容性等因素。
为保证数控机床的精度和稳定性,对于进给传动系统的要求不仅在传动装置上,还需要考虑到运动控制系统的精度和稳定性。
在传动装置方面,还需考虑到其寿命和安全性等因素。
五、发展趋势
随着数控技术的不断发展和应用,数控机床的进给传动系统也在不断革新和升级。
从原来的液压和机械式进给传动方式不断升级发展到电子式进给传动系统,近年来更是向智能化、集成化发展。
未来,数控机床的进给传动将向更高速率、更高精度、低噪音、低振动、高稳定性、智能协同等方向发展,提升其加工效率和加工质量,满足市场对于高端、高质量及多品种、小批量生产的需求。
六、结论
数控机床作为高精度、高效率、高自动化的智能制造发展趋势,其进给传动系统作为最重要的组成部分之一也在不断发展和创新。
本文从进给传动系统的构成、工作原理、传动方式、技术要求和发展趋势等方面做了详细的介绍,有助于读者进一
步了解数控机床进给传动系统的特点和发展趋势,对未来数控机床的设计和制造具有一定的指导意义。