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1、典型機電產品構造第三章數控機床的進給傳動系統(tǒng)第一章數控機床概述第一節(jié)概述第二節(jié)齒輪傳動副第三節(jié)數控機床用絲杠傳動副第四節(jié)齒輪齒條副與雙導程蝸桿副傳動第五節(jié)靜壓蝸桿—蝸輪條與直線電機第六節(jié)機床導軌第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)數控機床的進給傳動系統(tǒng)常用伺服進給系統(tǒng)來工作。伺服進給系統(tǒng)的作用是根據數控系統(tǒng)傳來的指令信息，進行放大以后控制執(zhí)行部件的運動，不僅控制進給運動的速度，同時還要精確控制刀具相對于工件的移動位置和軌跡。因此，數控機床進給系統(tǒng)，尤其是輪廓控制系統(tǒng)，必須對進給運動的位置和運動的速度兩方面同時實現(xiàn)自動控制。數控機床
2、進給系統(tǒng)的設計要求除了具有較高的定位精度之外，還應具有良好的動態(tài)響應特性，系統(tǒng)跟蹤指令信號的響應要快，穩(wěn)定性要好。一個典型的數控機床閉環(huán)控制的進給系統(tǒng)組成：位置比較、放大元件、驅動單元、機械傳動裝置和檢測反饋元件等幾部分。機械傳動裝置：是指將驅動源旋運動變?yōu)楣ぷ髋_直線運動的整個機械傳動鏈，包括減速裝置、絲杠螺母副等中間傳動機構。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)第一節(jié)概述一、數控機床對進給傳動系統(tǒng)的要求1．減少摩擦阻力為了提高數控機床進給系統(tǒng)的快速響應性能和運動精度，必須減小運動件的摩擦阻力和動、靜摩擦力之差。在數控機床進給系統(tǒng)
3、中，普遍采用滾珠絲杠螺母副、靜壓絲杠螺母副，滾動導軌、靜壓導軌和塑料導軌。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)2．減少運動慣量運動部件的慣量對伺服機構的啟動和制動特性都有影響，尤其是處于高速運轉的零、部件，其慣量的影響更大。因此，在滿足部件強度和剛度的前提下，盡可能減小運動部件的質量、減小旋轉零件的直徑和質量，以減小運動部件的慣量。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)3．高的傳動精度與定位精度數控機床的進給傳動裝置的傳動精度和定位精度對零件的加工精度起著關鍵性的作用。傳動精度和定位精度是數控機床最重要，也是最具有該類機床特征的指標，無論對
4、點位、直線控制系統(tǒng)，還是輪廓控制，該項精度都很重要。設計中，通過在進給傳動鏈中加入減速齒輪，以減小脈沖當量(即伺服系統(tǒng)接收一個指令脈沖驅動工作臺移動的距離)，預緊傳動滾珠絲杠，消除齒輪、蝸輪等傳動件的間隙等辦法，可達到提高傳動精度和定位精度的目的。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)4．寬的進給調速范圍伺服進給系統(tǒng)在承擔全部工作負載的條件下，應具有很寬的調速范圍，以適應各工件材料、尺寸和刀具等變化的需要，工作進給速度范圍可達3～6000mm／min(調速范圍1：2000)。為了完成精密定位，伺服系統(tǒng)的低速趨近速度達0.1mm／mi
5、n；為了縮短輔助時間，提高加工效率，快速移動速度應高達15m／min。在多坐標聯(lián)動的數控機床上，合成速度維持常數，是保證表面粗糙度要求的重要條件；為保證較高的輪廓精度，各坐標方向的運動速度也要配合適當，這是對數控系統(tǒng)和伺服進給系統(tǒng)提出的共同要求。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)5．響應速度要快所謂快響應特性是指進給系統(tǒng)對指令輸入信號的響應速度及瞬態(tài)過程結束的迅速程度，即跟蹤指令信號的響應要快；定位速度和輪廓切削進給速度要滿足要求；工作臺應能在規(guī)定的速度范圍內靈敏而精確地跟蹤指令，進行單步或連續(xù)移動，在運行時不出現(xiàn)丟步或多步現(xiàn)象
6、。進給系統(tǒng)響應速度的大小不僅影響機床的加工效率，而且影響加工精度。設計中應使機床工作臺及其傳動機構的剛度、間隙、摩擦以及轉動慣量盡可能達到最佳值，以提高伺服進給系統(tǒng)的快速響應性。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)6．無間隙傳動進給系統(tǒng)的傳動間隙一般指反向間隙，即反向死區(qū)誤差，它存在于整個傳動鏈的各傳動副中，直接影響數控機床的加工精度。因此，應盡量消除傳動間隙，減小反向死區(qū)誤差。設計中可采用消除間隙的聯(lián)軸節(jié)及有消除間隙措施的傳動副等方法。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)7．穩(wěn)定性好、壽命長穩(wěn)定性是伺服進給系統(tǒng)能夠正常工作的最基本的條件
7、，特別是在低速進給情況下不產生爬行，并能適應外加負載的變化而不發(fā)生共振。穩(wěn)定性與系統(tǒng)的慣性、剛性、阻尼及增益等都有關系，適當選擇各項參數，并能達到最佳的工作性能，是伺服系統(tǒng)設計的目標。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)所謂進給系統(tǒng)的壽命，主要指其保持數控機床傳動精度和定位精度的時間長短，即各傳動部件保持其原來制造精度的能力。組成進給機構的各傳動部件應選擇合適的材料及合理的加工工藝與熱處理方法，對于滾珠絲杠及傳動齒輪，必須具有一定的耐磨性和適宜的潤滑方式，以延長其壽命。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)8．使用維護方便數控機床屬高精度自
8、動控制機床，主要用于單件、中小批量、高精度及復雜的生產加工，機床的開機率相應就高，因而進給系統(tǒng)的結構設計應便于維護和保養(yǎng)，最大限度地減小維修工作量，以提高機床的利用率。第四章數控機床的進給傳動系統(tǒng)二、聯(lián)軸器聯(lián)軸器是用來連接進給機構的兩根軸使之一起回轉，以傳遞轉矩和運動的一種裝置。機器運轉時，被連接的兩軸
