数控机床进给传动机构时必须注意的几个重要因素

2015-6-6 07:16| 编辑:电工学习网| 查看: 5992| 评论: 0

数控机床的进给系统的运动采用无级调速的伺服驱动方式，大大简化了驱动变速箱的结构。通常进给系统是由一到两级齿轮或带轮传动副和滚珠丝杠螺母副、或齿轮齿条副、或蜗轮蜗杆副所组成。数控机床要求进给系统具有高精度、高稳定性和快速响应等能力。为了满足这样的要求，首先需要高性能的伺服驱动电机，同时还要高质量的机械机构。
数控机床的进给系统是将伺服电机的旋转运动转变为执行部件的直线运动或回转运动。由于数控机床的进给运动是完全由数字控制的，工件的加工精度与进给系统的传动精度、灵敏度和稳定性密切相关。因此，在设计数控机床进给传动机构时，必须考虑以下几方面：
1．尽量减少运动件的摩擦阻力 传动机构的摩擦阻力，主要来自丝杠螺母副和导轨。在数控机床进给系统中，为了减小摩擦阻力，消除低速进给爬行现象，提高整个伺服进给系统的稳定性，广泛采用刚度高、摩擦系数小且稳定的滚动摩擦副，如滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨。有些滑动摩擦副，如带塑料层的滑动导轨和静压导轨，由于其具有摩擦系数小、阻尼大的特点，也广为数控机床进给系统所采用。
2．提高传动精度和刚度 进给系统的传动精度和刚度，与滚珠丝杠螺母副、蜗轮蜗杆副及其支承构件的刚度有密切的关系。为此，不仅要保证每个零件的加工精度，还要提高滚珠丝杆螺母副（直线进给系统）、蜗轮蜗杆副（圆周进给系统）的传动精度。另外，在进给传动链中加入减速齿轮传动副，也可以减小脉冲当量，提高传动精度；对滚珠丝杠螺母副和轴承支承进行预紧，消除齿轮、蜗轮蜗杆等传动件间的间隙等措施来提高进给精度和刚度。
3．减少各运动部件的惯量 运动部件，尤其是高速运转的部件，其惯量对进给系统的启动和制动特性有很大的影响，在满足传动强度和刚度要求的前提下，应尽可能减小运动部件的惯量。
4．系统要有适度阻尼 阻尼一方面会降低进给伺服系统的快速响应特性，但同时又可增加系统的稳定性。当刚度不足时，运动件之间的适量阻尼可消除工作台低速爬行，提高系统的稳定性。
5．稳定性好、寿命长 稳定性是伺服进给系统能正常工作的基本条件，系统的稳定性包括在低速进给时不产生爬行、在交变载荷下不发生共振。稳定性与系统的惯性、刚性、阻尼及增益等多个因素有关。进给系统的寿命，是指保持数控机床传动精度和定位精度的时间。在设计时，应合理选择各传动件的材料、热处理方法及加工工艺，并采用适宜的润滑方式和防护措施，以延长寿命。
6．使用维护方便 数控机床进给系统的结构应便于维护和保养，最大限度地减少维修工作量，以提高机床的利用率。

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