数控机床的进给运动系统 .doc

数控机床的进给运动系统 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 一、对进给系统的要求 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 进给运动是以保证刀具与工件相对位置关系为目的，被加工工件的轮廓精度和位置精度都受到进给运动的传动精度、灵敏度和稳定性的直接影响。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 进给运动是数字控制系统的直接控制对象。对于闭环控制系统，还要在进给运动的末端加上位置检测系统，并将测量的实际位移反馈到控制系统中，以使运动更准确。因此，进给运动的机械结构必须具备以下几个特点。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 1. 运动件间的摩擦阻力小 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 2. 消除传动系统中的间隙 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 3. 传动系统的传动精度和刚度高 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 4. 减小运动惯量，具有适当的阻尼 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 二、传动齿轮副 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 1. 设计传动齿轮副应考虑的问题 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 使丝杠、工作台的惯量在系统中占有较小的比重。 nbsp; nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 使高转速低转矩的伺服驱动装置的输出变为低转速大转矩。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 在开环系统中可归算所需的脉冲当量。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;速比分配及传动级数对传动的转动惯量和执行件的失动的影响。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 2. 消除传动齿轮间隙 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 由于数控机床进给系统的传动齿轮副存在间隙，在开环系统中会造成进给运动的位移值滞后于指令值；反向时，会出现反向死区，影响加工精度；在闭环系统中，由于有反馈作用，滞后量虽然可得到补偿，但反向时会造成伺服系统产生振荡而不稳定。为了提高数控机床伺服系统的性能，减少或消除齿轮间隙方法有刚性调整法和柔性调整法。 nbsp;nbsp;nbsp; 三、丝杠螺母副 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 数控机床的进给运动链中，将旋转运动转换为直线运动的方法很多，本节只介绍滚珠丝杠螺母副和静压丝杠螺母副。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; （一）滚珠丝杠螺母副 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 1.工作原理和特点 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 1) 原理 丝杠和螺母上都有圆弧形面的螺旋槽, 在工作过程中 ，滚珠既自转又循环滚动, 丝杠和螺母间为滚动摩擦。 nbsp;nbsp;nbsp; 2) 特点: nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 摩擦损失小，传动效率高，可达0.90～0.96； nbsp;nbsp; 预紧后，可完全消除间隙，提高传动刚度和精度； nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 摩擦阻力小； nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 平稳、无爬行； nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 磨损小、精度保持好、寿命长； nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 发热量小，因此适应高速运动； nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 具有运动的可逆性: 螺母、丝杠均可作主动件或从动件。故不能自锁、丝杠立式使用需增加制动装置。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 2. 结构类型 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 按滚珠循环方式可分为以下两种： nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 1) 外循环（滚珠通过螺母外表面返回） nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 外循环方式中的滚珠在循环返向时，离开丝杠螺纹滚道，在螺母体内或体外作循环运动。如图7-7所示插管式外循环，弯管两端插入与螺纹滚道相切的两个孔内，弯管两端部引导滚珠进入弯管，形成一个循环回路，再用压板2和螺钉将弯管固定。插管式外循环结构简单，制造容易，但径向尺寸大，且因为滚道接缝处很难做得平滑，影响滚珠滚动平稳性，甚至发生卡珠现象，噪声较大。 nbsp;nbsp;nbsp;nbsp; 2) 内循环（滚珠通过螺母内表面返回） nbsp;nb