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网络数控技术的组成

日期：2010年12月09　来源：沈阳第一机床厂　关键字：数控机床厂
1网络数控加工的基础框架
摩擦损失小，传动效率高，可达0 90~0 96。
•丝杠螺母之间预紧后，可以完全消除间隙，提高了传动刚度。
•摩擦阻力小，几乎与运动速度无关，动静摩擦力之差极小，能保证运动平稳，不易产生低速爬行现象。磨损小，寿命长，精度保持性好。
•不能自锁，有可逆性，即能将旋转运动转换为直线运动，或将直线运动转换为旋转运动。因此，丝杆立式使用时，应增加制动装置。
滚珠丝杠螺母副有两种结构形式：滚珠在循环过程中有时与丝杠脱离接触的称为外循环式；始终与丝杠保持接触的称内循环式。外循环结构制造工艺简单，使用较广泛，其缺点是滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动的平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声也较大。内循环反向器和外循环反向器相比，其结构紧凑，定位可靠，刚性好，且不易磨损，返回滚道短，不易发生滚珠堵塞，摩擦损失也小。其缺点是反向器结构复杂，制造较困难，且不能用于多头螺纹传动。
滚珠丝杠螺母副的预紧方法有三种，基本原理都是使两个螺母产生轴向位移，以消除它们之间的间隙和施加预紧力。
利用螺纹来调整实现预紧的结构，两个螺母以平键与外套相连，其中右边的一个螺母外伸部分有螺纹。用两个锁紧螺母能使螺母相对丝杠做釉向移动。这种结构既紧凑，工作又可靠、调整也方便，故应用较广。但调整位移量不易精确控制，因此，预紧力也不能准确控制。
通过改变垫片的厚度，使螺母产生轴向位移。这种结构简单可靠、刚性好，但调整较费时间，且不能在工作中随意调整。
齿差式调整结构。在两个螺母的凸缘上分别切出齿数为z，、z：的齿轮，而且毛与：。相差一个齿。两个齿轮分别与两端相应的内齿圈相啮合。内齿囤紧固在螺母座上，预紧时脱开内齿圈，使两个螺母同时转过相同的齿数，然后再合上内齿圈。两螺母的轴向相对位置发生变化从而实现间隙的调整和施加预紧力。如果其中一个螺母转过一个齿时，则其轴向位移量为s：t/z．（‘为丝杠螺距，：，为齿轮齿数）。如两齿轮沿同方向各转过一个齿时，其轴向位移量s：（Uz•- Uz7）t =1/z．zzz．为另一齿轮齿数）。当面=99，22 5100， =iOmm时，则s：l0/9900-ipm，即两个螺母在轴向产生1¨m的位移。这种调整方式结构复杂，但调整准确可靠，精度较高。
目前我国滚珠丝杠螺母副的精度标准为四级：普通级P、标准级B、精密级J和超精密级c。各级精度所规定的各项允差可查有关手册。数控机床厂一般的数控机床可选用标准级B，精密数控机床可选用精密级J或超精密级C。
在设计和选用滚珠丝杠螺母副时，首先要确定螺距t、名义直径Do.滚珠直径d。等主要参数选择螺距‘时，一般应根据丝杠的承载能力和刚度要求，首先确定名义直径D。，然后根据名义直径D。尽量取较大的螺距。常用的螺距￡=4、5、6、8、10. 12mm。数控机床厂丝杠名义直程D。是指滚珠中心圆的直径，D应根据承受的载荷来选取。为了满足传动刚度和稳定性的要求，通常应大于丝杠长度的U30 ~1/35。滚珠直径do对承载能力有直接影响，应尽可能的取较大的数值。一般取矗：。．6t，其最后尺寸按滚珠标准选用。滚珠的工作圈数J、列数K和工作滚珠总数Ⅳ对丝杠工作特性影响很大。一般工作圈数，=2 5—3 5圈。若工作圈数必须超过三圈半时，可制成双列或三列。列数多，增加了接触刚度，提高了承载能力；但并不是成比例增加，列数多，增加承载能力并不显著，反而加大了螺母的轴向R寸。一般K 2 2~3列。工作滚珠总数Ⅳ不宜过多，一般Ⅳ（150，否则，容易引起流通不畅而堵塞。数控机床厂但也不宜过少，这样会使每个滚珠所受载荷加大，弹性变形也大。
为提高传动刚度，不仅应合理确定钢珠丝杠螺母副的参数，螺母座的结构，丝杠两端的立承形式，它们与机床的连接刚度也很重要。
•一端装止推轴承。这种安装方式的承载能力小，轴向剐度低，仅适应于短丝杠，如数控机床的调整环节或升降台式数控铣床的垂直坐标中。
•一端装止推轴承，另一端装向心球轴承。滚珠丝杠轻长时，一端装止推轴承固定，另一自由端装向心球轴承。数控机床厂为了减少丝杠热变形的影响，止推轴承的安装位置应远离热源（如液压马达）及丝杠上的常用段。
•两端装止推轴承。将止推轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧  拉力，有助于提高传动刚度。但这样安装方式对热伸长较为敏感。
•两端装止推轴承及向心轴轴承。为了提高刚度，丝杠两端采用双
重支承，并施加预紧拉力。这种结构方式可使丝杠的热变形转化为止推轴承的预紧力，但设计时要注意提高止推轴承的承载能力和支架刚度。
这是一种能承受很大轴向力的特殊向心推力滚珠轴承，其接触角加大到600．增加了滚珠数目并相应减少了滚珠直径，其轴向刚度比一般推力轴承提高两倍以上，使用也极为方便。
滚珠丝杠螺母副传动效率很高，但不能自锁，用在垂直传动或水平放置的高速大惯量传动中，必须装有制动装置。常用的制动方法有超越离合器、电磁摩擦离合器或者使用具有制动装置的伺服驱动电机。
滚动丝杠必须采用润滑油或锂基油脂进行润滑，同时要采用防尘密封装置，如用接触式或非接触密封圈、螺旋式弹簧钢带或折叠式塑性人造革防护罩，以防尘土及硬性杂质进入丝杠。
(2)静压丝杠螺母副
静压丝杠螺母副是在丝杠和螺母的接触面之间保持有一定厚度，且具有一定刚度的压力油膜，使丝杠和螺母之闻由边界摩擦变为液体摩擦。数控机床厂当丝杠转动时通过油膜推动螺母直线移动，反之，螺母转动也可使丝杠直线移动。数控机床厂静压丝杠螺母副已广泛应用于数控机床和精密机床进给机构中。数控机床厂静压丝杠螺母的特点是：①摩擦系数很小，仅为0 0005．比滚珠丝杠（摩擦系数为0 002~0 005）的摩擦损失还小，启动力矩很小，传动灵敏，避免了爬行；（函油膜层可以吸震，提高了运动的平稳性，由于液体不断流动，有利于散热和减少热变形，提高了机床的加工精度和表面质量；③油膜层具有一定刚度，大大减小了反向间隙，同时油膜层介入螺母与丝杠之间，对丝杠的误差有“均化”作用，即丝杠的传动误差比丝杠本身的制造误差还小；④承载能力与供油压力成正比，与转速无关。
静压丝杠螺母副要有一套供油系统，而且对油的清洁度要求较高，如果在运行中供油突然中断，将造成不良后果。
4进给系统传动齿轮间隙的消除
 (1)刚性调整法
指调整之后齿侧间隙不能自动补偿的调整方法。分为偏心套式、轴向垫片式、双薄片斜齿轮式。数控机床厂偏心套式是通过转动偏心套调整中心距而调整间隙，如图6—21所示。轴向垫片式是通过改变垫片厚度调整齿轮轴向位置而调整间隙。数控机床厂双薄片斜齿轮式是通过改变垫片厚度调整政薄片斜齿轮轴向距离而调整齿槽间隙。
(2)柔性调整法
指调整之后齿侧间隙可以自动补偿的调整方法。分为双齿轮错齿式、压力弹簧式、碟形弹簧式。
双齿轮错齿式：套装结构拉簧式双薄片直齿轮相对回转调整齿槽间隙；压力弹簧式：套装结构压簧式内外圈式锥齿轮相对回转调整齿槽间隙碟形弹簧式：碟形弹簧式双薄片斜齿轮轴向移动调整齿槽间隙。

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