浅析《数控加工工艺及设备》教案.docx
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浅析《数控加工工艺及设备》教案
《数控加工工艺及设备》教案
内容
备注
第二章数控机床机械结构
第一节数控机床机械结构特点
一、数控机床机械结构的组成
主要由以下几部分组成:
1.机床基础部件,如床身、立柱、工作台等;
2.主传动系统;
3.进给传动系统;
4.实现某些动作和辅助功能的系统和装置,如液压、气动、润滑、冷却等系统及排屑、防护装置和刀架、自动换刀装置;
5.工件实现回转、定位的装置及附件,如数控回转工作台;
6.特殊功能装置,如监控装置、加工过程图形显示、精度检测等。
掌握这些结构对于正确合理使用数控机床是非常必要的。
二、数控机床的结构特点
为了保证高精度、高效率的加工,数控机床的结构应具有以下特点:
1.高刚度和高抗振性
2.高灵敏度
3.热变形小
4.高精度保持性
5.高可靠性
6.工艺复合化和功能集成化
第二节数控机床的主传动系统
一、数控机床的主传动系统特点
1.主轴转速高、调速范围宽并实现无级调速
2.主轴部件具有较大的刚度和较高的精度
3.良好的抗振性和热稳定性
4.为实现刀具的快速或自动装卸,数控机床主轴具有特有的刀具安装结构
二、数控机床主轴的传动方式
(一)齿轮传动方式(图2-1a)
(二)带传动方式(图2-1b)
同步齿形带传动具有如下优点:
1.传动效率高,可达98%以上。
2.无滑动,传动比准确。
3.传动平稳,噪声小。
4.使用范围较广,速度可达50m/s,速比可达10左右,传递功率由几瓦至数千瓦。
5.维修保养方便,不需要润滑。
6.安装时中心距要求严格,带与带轮制造工艺较复杂,成本高。
(三)调速电动机直接驱动主轴传动方式(图2-1c)
三、主轴组件
主轴、主轴支承、装在主轴上的传动件和密封件等组成了主轴组件。
(一)数控机床的主轴支承
主轴轴承是主轴组件的重要组成部分,它的类型、结构、配置、精度直接影响主轴组件的工作性能。
1.主轴轴承类型
数控机床主轴经常采用滚动轴承和滑动轴承两类轴承。
(1)滚动轴承
(2)滑动轴承
2.主轴轴承的配置
典型的主轴轴承的结构配置形式有下面三种:
(l)图2-6a结构配置形式是现代数控机床主轴结构中刚性最好的一种。
它使主轴的综合刚度得到大幅度提高,可以满足强力切削的要求,所以目前各类数控机床的主轴普遍采用这种配置形式。
(2)前支承采用3个超精密级角接触球轴承组合方式,具有较好的高速性能。
后支承结构有采用2个角接触球轴承支承的,如图2-6b,也有用一个圆柱滚子轴承支承的。
(3)圆锥滚子轴承,图2-6c。
这种轴承径向和轴向刚度高,能承受重载荷,尤其能承受较大的动载荷,安装与调整性能好,但是这种轴承配置方式限制了主轴的最高转速和精度,所以仅适用于中等精度、低速与重载的数控机床主轴。
3.主轴轴承的装配
采用选配定向法进行装配,可提高主轴组件的精度。
装配时尽可能使主轴定位内孔与主轴轴颈的偏心量和轴承内圈与滚道的偏心量接近,并使其方向相反,这样可使装配后的偏心量减小。
4.滚动轴承的间隙与预紧
将滚动轴承进行适当预紧,使滚动体与内外圈滚道在接触处产生预变形,使受载后承载的滚动体数量增多,受力趋向均匀,从而提高承载能力和刚度,有利于减少主轴回转轴线的漂移,提高旋转精度。
若过盈量太大,轴承磨损加剧,承载能力将显著下降。
轴承所需的预紧量与轴承精度、类型和工作条件等因素有关。
(二)主轴准停功能
机床的切削扭矩由主轴上的端面键来传递,每次机械手自动装取刀具时,必须保征刀柄上的键槽对准主轴的端面键,这就要求主轴具有准确定位的功能。
为满足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置或称主轴定向装置。
主轴准停装置是加工中心换刀过程中所要求的特别装置,为了将主轴准确地停在某一固定位置上,以便在该处进行换刀等动作,这就要求主轴定向控制。
(三)主轴上刀具自动夹紧和切屑清除
加工中心为了实现刀具在主轴内的自动装卸,其主轴必须设计有刀具的自动夹紧机构。
刀杆采用7:
24的锥柄,这种锥柄既有利于定心,也为松夹带来了方便。
第三节数控机床主传动系统应用
一、SSCK20/500数控车床主传动系统及主轴箱结构
(一)主传动系统
SSCK20/500数控车床的主传动系统由功率为11kw的AC伺服电动机驱动,经l:
1的带传动带动主轴旋转,使主轴在24~2400r/min的转速范围内实现无级调速,主轴箱内省去了齿轮传动变速机构,提高了主轴精度,减少齿轮传动躁声的影响,结构简单,维修方便。
改变电机旋转方向,可以得到相应的主轴正、反转,主轴停车是由电机制动来实现。
螺纹切削和主轴每转进给量是通过主轴脉冲编码器来实现。
(二)主轴箱结构
交流主轴电动机通过带轮把运动传给主轴。
主轴有前后两个支承,前支承采用预加负荷的超精密级角接触球轴承组成,三个一组,其中两个轴承用来承受向后的推力,另一个用于承受向前推力。
主轴的后支承采用圆柱滚子轴承,用来承受较大的径向载荷。
前支承轴承的间隙用螺母来调整。
主轴的支承形式为前端定位,主轴受热膨胀向后伸长。
前后支承所用轴承的支承刚性好,前支承中的角接触球轴承能承受较大的轴向载荷,且允许的极限转速高。
主轴所采用的支承结构适宜高速重载的需要。
二、JCS-018A加工中心主传动系统及主轴箱结构
(一)主运动传动系统
主轴电动机采用的是FANUCAC电动机。
主轴电动机在45~4500r/min转速范围通过一对1:
2同步带轮将运动传给主轴,使主轴在22.5~2250r/min转速范围内可以实现无级调速。
(二)主轴箱结构
1.主轴结构
主轴的前支承4配置了三个高精度的角接触球轴承,用以承受径向载荷和轴向载荷。
前两个轴承大口朝下,后面一个轴承大口朝上。
前支承按预加载荷计算的预紧量由螺母5来调整。
后支承6为一对小口相对应的角接触球轴承,它们只承受径向载荷,因此轴承外圈不需要定位。
该主轴选择的轴承座和配置形式,能满足主轴高转速和承受较大轴向载荷的要求,主轴受热变形向后伸长,不影响加工精度。
2.刀具的自动夹紧机构
它主要由拉杆7、拉杆端部的四个钢球3、碟形弹簧8、活塞10、液压缸11等组成。
机床执行换刀指令,机械手要从主轴拔刀时,主轴需松开刀具。
这时液压缸上腔通压力油,活塞推动拉杆向下移动,使碟形弹簧压缩,钢球进入主轴锥孔上端的槽内,刀柄尾部的拉钉(拉紧刀具用)2被松开,机械手即拔刀。
之后,压缩空气进入活塞和拉杆的中孔,吹净主轴锥孔,为装入新刀具做好准备。
当机械手把下一把刀具插入主轴后,液压缸上腔无油压,在碟形弹簧和弹簧9的恢复力作用下,使拉杆、钢球和活塞退回到图示的位置,即碟形弹簧通过拉杆和钢球拉紧刀柄尾部的拉钉,使刀具被夹紧。
3.主轴准停装置
JCS-018A加工中心采用的是主轴电气式准停装置,即用磁力传感器检测定向。
在主轴上安装一个发磁体,使之与主轴一起旋转,在距离发磁体外1~2mm处固定一个磁传感器。
磁传感器经过放大器与主轴控制单元连接,当主轴需要定向准停时,便控制主轴停止在预定的位置。
第四节数控机床进给传动系统
一、数控机床对进给传动系统的要求
对进给系统中的传动装置和元件要求具有高的寿命,高的刚度,无传动间隙,高的灵敏度和低摩擦阻力的特点,如导轨必须摩擦力较小,耐磨性要高,通常采用滚动导轨、静压导轨等。
为了提高转换效率,保证运动精度,当旋转运动被转化为直线运动时,广泛应用滚珠丝杠螺母副。
为了提高位移精度,减少传动误差,对采用的各种机械部件首先保证它们的加工精度,其次采用合理的预紧来消除轴向传动间隙,因此在进给传动系统中采用各种措施消除间隙,但仍然可能留有微量间隙。
此外由于受力而产生弹性变形,也会有间隙,所以在进给系统反向运动时仍然由数控装置发出脉冲指令进行自动补偿。
数控机床进给传动系统的机电部件主要有伺服电动机及检测元件、联轴节、减速机构(齿轮副和带轮)、滚珠丝杠螺母副(或齿轮齿条副)、丝杠轴承、运动部件(工作台、导轨、主轴箱、滑座、横梁和立柱)等。
二、导轨
导轨是用来支撑和引导运动部件沿着直线或圆周方向准确运动的。
与支承件连成一体固定不动的导轨称为支承导轨,与运动部件连成一体的导轨称为动导轨。
(一)导轨的类型和要求
1.导轨的类型
按运动部件的运动轨迹,导轨可分为直线运动导轨和圆周运动导轨。
按导轨接合面的摩擦性,导轨可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。
滑动导轨又可分为普通滑动导轨和塑料滑动导轨。
而静压导轨根据介质的不同又可分为液压导轨和气压导轨。
2.导轨的要求
(1)高的导向精度
导向精度保证部件运动轨迹的准确性。
导向精度受导轨的结构形状、组合方式、制造精度和导轨间隙调整等因素的影响。
(2)良好的耐磨性
耐磨性好可使导轨的导向精度得以长久保持。
耐磨性一般受导轨副的材料、硬度、润滑和载荷的影响。
(3)足够的刚度
在载荷作用下,导轨的刚度高则保持形状不变的能力好。
刚度受导轨结构和尺寸的影响。
(4)具有低速运动的平稳性
运动部件在导轨上低速移动时,不应发生“爬行”的现象。
造成“爬行”的主要因素有摩擦的性质、润滑条件和传动系统的刚度等。
(二)滑动导轨
1.滑动导轨的结构
滑动导轨的常见截面形状有矩形、三角形、燕尾槽形和圆柱形。
矩形导轨(图2-12a)承载能力大,制造简单,水平方向和垂直方向上的位置精度互不相关。
侧面间隙不能自动补偿,必须设置间隙调整机构。
三角形导轨(图2-12b)的三角形截面有两个导向面,同时控制垂直方向和水平方向的导向精度。
这种导轨在载荷的作用下能自行补偿而消除间隙,导向精度较其他导轨高。
燕尾槽导轨(图2-12c)的高度值最小,能承受颠覆力矩,摩擦阻力也较大。
圆柱形导轨(图2-12d)制造容易,磨损后调整间隙较困难。
以上截面形状的导轨有凸形(图2-12上图)和凹形(图2-12下图)两类。
凹形导轨容易存油,但也容易积存切屑和尘粒,因此适用于防护良好的环境。
凸形导轨需要良好的润滑条件。
直线运动导轨一般由两条导轨组成,不同的组合形式可满足各类机床的工作要求。
数控机床上滑动导轨的形状主要为三角形一矩形式和矩形一矩形式,只有少部分结构采用燕尾式。
2.滑动导轨的材料
导轨材料主要有铸铁、钢、塑料以及有色金属。
目前常采用一种导轨材料为金属和塑料的滑动导轨,称为塑料导轨(贴塑导轨),它具有刚度好,动、静摩擦系数差值小,在油润滑状态下其摩擦系数约为0.06,耐磨性好,使用寿命为普通铸铁导轨的8~10倍,无爬行,减振性好。
其形式主要有塑料导轨板和塑料导轨软带两种。
软带是以聚四氟乙烯为基材,添加青铜粉、二硫化铝和石墨的高分子复合材料。
软带应粘贴在机床导轨副的短导轨面上,如图2-13所示,圆形导轨应粘贴在下导轨面上。
塑料导轨软带有各种厚度规格,长与宽由用户自行裁剪,粘贴方法比较固定。
由于塑料导轨软带较软,容易被硬物刮伤,因此应用时要有良好的密封防护措施。
塑料导轨在机床上的应用形式如图2-14所示。
(三)滚动导轨
滚动导轨是在导轨工作面之间安排滚动件,使两导轨面之间形成滚动摩擦,滚动导轨的摩擦系数小,而且动、静摩擦系数相近,磨损小,润滑容易。
因此它低速运动平稳性好,移动精度和定位精度高。
但滚动导轨的抗振性比滑动导轨差,结构复杂,对脏物也较为敏感,需要良好的防护。
数控机床常用的滚动导轨有直线滚动导轨和滚动导轨块两种。
1.直线滚动导轨
直线滚动导轨又称单元直线滚动导轨,它主要由导轨体、滑块、滚珠、保持架、端盖等组成。
导轨体固定在不动部件上,滑块固定在运动部件上。
当滑块沿导轨体移动时,滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚动,并通过端盖内的滚道从工作负荷区运动到非工作负荷区,然后再滚动回到工作负荷区。
这样不断循环,把滚动体和滑块之间的移动变成滚珠的滚动。
用密封垫来防止灰尘和脏物进入导轨滚道。
2.滚动导轨块
滚动导轨块用滚动体进行循环运动,滚动体为滚珠或滚柱,承载能力和刚度都比直线滚动导轨高,但摩擦系数略大。
它多用于中等载荷的导轨,使用时有专业生产厂家提供各种规格、形式供用户选择。
(四)液体静压导轨
静压导轨通常在两个相对运动的导轨面间通入压力油,使运动件浮起。
在工作过程中,导轨面上油腔中的油压能随外加负载的变化自动调节,保证导轨面间始终处于纯液体摩擦状态。
所以静压导轨的摩擦系数极小(约为0.0005),功率消耗少。
这种导轨不会磨损,因而导轨的精度保持性好,寿命长。
它的油膜厚度几乎不受速度的影响,油膜承载能力大、刚性高、吸振性良好。
这种导轨的运行很平稳,既无爬行也不会产生振动。
但静压导轨结构复杂,并需要有一套过滤效果良好的液压装置,制造成本较高。
目前静压导轨一般应用在大型、重型数控机床上。
静压导轨按导轨的形式可分为开式和闭式两种,数控机床上常采用闭式静压导轨。
静压导轨按供油方式又可分为恒压(即定压)供油和恒流(即定量)供油两种。
(五)导轨的润滑与防护
导轨润滑的目的是减少摩擦阻力和摩擦磨损,避免低速爬行,降低高速时的温升。
常用的润滑剂有润滑油和润滑脂,前者用于滑动导轨,而滚动导轨两者均可采用。
数控机床上滑动导轨的润滑主要采用压力润滑。
一般常用压力循环润滑和定时定量润滑两种方式。
如直线滚动导轨滑块上配有润滑油注油杯,只要定期将锂基润滑脂放入润滑油注油杯即可实现润滑。
导轨面上应有可靠的防护装置。
常用的防护装置有刮板式、卷帘式和伸缩式等,数控机床上大多采用伸缩式防护罩。
这些装置结构简单,由专门厂家制造。
三、滚珠丝杠螺母副
滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的新型理想传动装置。
(一)滚珠丝杠螺母副的特点
其工作原理是:
在丝杠和螺母上加工有弧形螺旋槽,当把它们套装在一起时形成螺旋通道,并且滚道内填满滚珠。
当丝杠相对于螺母旋转时,两者发生轴向位移,而滚珠则可沿着滚道流动,按照滚珠返回的方式不同可以分为内循环式和外循环式二种。
内循环式带有反向器,如图2-17a,返回的滚珠经过反向器和丝杠外圆返回。
外循环式如图2-17b所示,其螺母旋转槽的两端由回珠管连接起来,返回的滚珠不与丝杠外圆相接触,滚珠可以作周而复始的循环运动,在管道的两端还能起到挡珠的作用,用以避免滚珠沿滚道滑出。
钢珠每一个循环闭路称为列。
每个滚珠循环闭路内所含导程数称为圈数。
内循环滚珠丝杠副的每个螺母有2列、3列、4列、5列等几种,每列只有一圈。
外循环每列有1.5圈,2.5圈,3.5圈等几种,剩下的半圈作回珠。
外循环滚珠丝杠螺母副的每个螺母有1列2.5圈,1列3.5圈,2列1.5圈,2列2.5圈等,种类很多。
在传动时,滚珠与丝杠、螺母之间基本上是滚动摩擦,所以具有下述特点:
1.摩擦损失小,传动效率高
滚珠丝杠副的传动效率可达92%~98%,是普通丝杠传动的3~4倍。
2.传动灵敏,运动平稳,低速时无爬行
滚珠丝杠螺母副滚珠与丝杠和螺母是滚动摩擦,其动、静摩擦系数基本相等,并且很小,移动精度和定位精度高。
3.使用寿命长
滚珠丝杠副采用优质合金钢制成,其滚道表面淬火硬度高达60~62HRC,表面粗糙度值小,另外,因为是滚动摩擦,故磨损很小。
4.轴向刚度高
滚珠丝杠螺母副可以完全消除间隙传动,并可预紧,因此具有较高的轴向刚度。
同时,反向时无空程死区,反向定位精度高。
5.具有传动的可逆性
既可以将旋转运动转化为直线运动,也可以把直线运动转化为旋转运动。
因为滚珠丝杠副具有这些优点,所以现在被各类中、小型数控机床普遍采用。
6.不能实现自锁
由于其摩擦系数小不能自锁,当用于垂直位置时,为防止因突然停断电而造成主轴箱下滑,必须加有制动装置。
7.制造工艺复杂成本高
滚珠丝杠和螺母的材料、热处理和加工要求相当于滚动轴承,螺旋滚道必须磨削,制造成本高。
目前已由专门厂集中生产,其规格、型号已标准化和系列化,这样,不仅提高了滚珠丝杠螺母副的产品质量,而且也降低了生产成本,使滚珠丝杠螺母副得到广泛的应用。
(二)滚珠丝杠螺母副间隙的调整
轴向间隙通常是指丝杠和螺母无相对转动时,丝杠和螺母之间的最大轴向窜动量。
除了结构本身所有的游隙之外,还包括施加轴向载荷后产生弹性变形所造成的轴向窜动量。
通常采用双螺母预紧的办法解决,预紧是指它在过盈的条件下工作,把弹性变形量控制在最小限度。
而用双螺母加预紧力调整后,基本上能消除轴向间隙。
利用双螺母加预紧力消除轴向间隙时,必须注意:
1.预加载荷能够有效地减少弹性变形所带来的轴向位移,预紧力太小不能起到消除间隙的作用。
但预紧力也不宜过大,过大的预紧载荷将增加摩擦力,使传动效率降低,缩短丝杠的使用寿命。
2.要特别减小丝杠安装部分和驱动部分的间隙。
消除间隙的方法除了少数用微量过盈滚珠的单螺母消除间隙外,常用的双螺母消除轴向间隙的结构形式有垫片预紧方式、螺纹预紧方式和齿差预紧方式等。
(1)图2-18是双螺母垫片预紧方式结构,通过调整垫片的厚度使左右螺母产生轴向位移,就可达到消除间隙和产生预紧力的作用。
(2)图2-19是双螺母螺纹预紧方式结构,用键限制螺母在螺母座内的转动。
调整时,拧动圆螺母将螺母沿轴向移动一定距离,在消除间隙之后用圆螺母将其锁紧。
(3)图2-20是双螺母齿差预紧方式结构,在两个螺母1和2的凸缘上各制有一个圆柱外齿轮,两个齿轮的齿数相差一个齿,即
。
两个内齿圈3和4与外齿轮齿数分别相同,并用预紧螺钉和销钉固定在螺母座的两端。
调整时先将内齿圈取下,根据间隙的大小调整两个螺母1、2分别向相同的方向转过一个或多个齿。
使两个螺母在轴向移近了相应的距离达到调整间隙和预紧的目地。
间隙消除量△可用下式简便地计算出:
(2-1)
式中
——螺母在同一方向转过的齿数;
——滚珠丝杠的导程;
——齿轮的齿数。
例如,当
=101,
=100,
=5mm时,如果两个螺母向相同方向各转过一个齿时,其相对轴向位移量为
=5/(100×101)≈0.0005mm,若间隙量为0.002mm,
=0.002×100×101/5=4。
则相应的两螺母沿同方向转过4个齿即可消除。
(三)滚珠丝杠螺母副的结构形式
接螺旋滚道法向截面形状分单圆弧型和双圆弧型;按滚珠循环方式分内循环式和外循环式;按消除轴向间隙和调整预紧方式的不同分为垫片预紧方式、螺纹预紧方式和齿差预紧方式三种;按用途分为定位滚珠丝杠副(P类)、传动滚珠丝杠副(T类)两类,数控机床进给运动采用P类。
国内生产的滚珠丝杠螺母副螺旋滚道法向截形有两种:
单圆弧型和双圆弧型,见图2-21。
在螺纹滚道法向剖面内,滚珠与滚道接触点法线与丝杠轴线的垂直线夹角称接触角
,理想接触角等于45°。
1.单圆弧型
如图2-21a所示。
滚道半径
稍大于滚珠半径
,取比值:
/
=1.02~1.12,常取1.04或1.1。
接触角
随初始间隙和轴向截荷大小而变化。
当
增大后,轴向刚度、传动效率随之增大。
为保证
=45°,必须严格控制径向间隙。
这种截面形状滚道形状简单,用成形砂轮磨削可得到较高精度。
为消除轴向间隙和调整预紧,必须采用双螺母结构。
2.双圆弧型
如图2-21b所示。
滚道由半径
稍大于滚珠半径
的对称双圆弧组成。
理论上轴向和径向间隙为零,接触角
=45°是恒定的。
比值:
/
也常取1.02~1.12,并也常取1.04或1.1。
这种截形滚道接触稳定,但加工较复杂。
消除轴向间隙和调整预紧,不仅可以采用双螺母结构,也可以采用增大滚珠直径的单螺母结构。
另外两圆弧交接处有一小沟槽,可容纳润滑油和脏物,这对工作有利。
(四)滚珠丝杠螺母副的主要参数及代号
1.滚珠丝杠螺母副的主要参数
(1)公称直径
:
即滚珠丝杠的名义直径(图2-22)。
.滚珠与螺纹滚道在理论接触角状态时,包络滚珠球心的圆柱直径,是滚珠丝杠螺母副的特征尺寸。
名义直径与承载能力有直接关系,
越大,承载能力和刚度越大,有的资料推荐滚珠丝杠螺母副的名义直径应大于丝杠工作长度的1/30。
数控机床常用进给丝杠的名义直径
为
30mm至
80mm。
国际标准ISO规定滚珠丝杠螺母副的名义直径系列为:
6,8,10,12,16,20,25,30,40,50,60,80,100,120,125,160及200mm。
(2)导程
:
丝杠相对于螺母旋转一圈时,螺母上基准点的轴向位移。
它按承载能力选取,并与进给系统的脉冲当量要求有关。
导程的大小是根据机床的加工精度要求确定的。
精度要求高时,应将导程取小一些,这样在一定的轴向力作用下,丝杠上的摩擦阻力较小。
但为了使滚珠丝杠具有一定的承载能力,滚珠直径又不能太小。
导程过小势必使滚珠直径变小,滚珠丝杠螺母副的承载能力亦随之减小。
若丝杠副的名义直径不变,导程减小则螺旋升角也变小,传动效率降低。
因此在满足机床加工精度的条件下,导程应尽可能取得大些。
国际标准ISO规定滚珠丝杠螺母副的导程为1,2,2.5,3,4,5,6,10,12,16,20,25,30,40mm。
应尽量选用2.5,5,10,20,40mm。
此外还有接触角
、丝杠螺纹大径
、丝杠螺纹小径
、螺纹全长
、滚珠直径
、螺母螺纹大径
、螺母螺纹小径
、滚道圆弧偏心距
以及滚道圆弧半径
等参数。
2.精度等级
根据JB3162.2—91滚珠丝杠螺母副按其使用范围及要求分为7个精度等级,即1、2、3、4、5、7和10七个精度等级。
一级精度最高,其余依次逐级递减,一般动力传动可选用4、5、7级精度,数控机床和精密机械可选用2、3级精度,精密仪器、仪表机床、螺纹磨床可选用1、2级精度。
滚珠丝杠螺母副精度直接影响定位精度,承载能力和接触刚度,因此它是滚珠丝杠副的重要指标,选用时要予以考虑。
3.滚珠丝杠螺母副代号的标注
根据JB3162.2—91滚珠丝杠副代号的标注方法如图2-23a所示。
采用汉语拼音字母、数字及汉字结合标注法,标注示例如图2-23b所示。
例如:
CDM6012-3.5-P4LH它表示外循环插管式,垫片预紧,回珠管埋入式,公称直径为60mm,导程为12mm,螺纹旋向为左旋,负荷钢球圈数为3.5圈,定位滚珠丝杠,精度等级为4级。
滚珠丝杠副的特征代号见表2-1。
(五)滚珠丝杠螺母副的支承
滚珠丝杠主要承受轴向载荷,它的径向载荷主要是卧式丝杠的自重。
因此对滚珠丝杠的轴向精度和刚度要求较高。
此外,滚珠丝杠的正确安装及其支承的结构刚度也不容忽视。
滚珠丝杠两端常用支承形式如图2-24所示。
图2-24a是一端固定一端自由的支承形式。
其特点是结构简单,轴向刚度低,它适用于短丝杠及垂直布置丝杠,一般用于数控机床的调整环节和升降台式数控铣床的垂直坐标轴。
图2-24b是一端固定一端浮动的支承形式,丝杠轴向刚度与图2-24a形式相同,丝杠受热后有膨胀伸长的余地,需保证螺母与两支承同轴。
这种形式的配置结构较复杂,工艺较困难,适用于较长丝杠或卧式丝杠。
图2-24c是两端固定的支承形式,这种支承结构只要轴承无间隙,丝杠的轴向刚度比一端固定形式高约4倍,固有频率比一端固定的高,可预拉伸,在它的一端装有蝶形弹簧和调整螺母,这样既可对滚珠丝杠施加预紧力,又可使丝杠受热变形得到补偿,保持恒定预紧力,但结构工艺都较复杂,适用于长丝杠。
(六)滚珠丝杠螺母副的密封与润滑
1.密封
通常滚珠丝杠副可用防尘密封圈和防护套密封,防止灰尘及杂质进入滚珠丝杠副。
密封圈有接触式和非接触式两种,装在滚珠螺母的两端。
防护套可防止尘土及杂质进入滚珠丝杠,影响其传动精度。
对于暴露在外面的丝杠一般采用螺旋钢带、伸缩套筒、锥形套管以及折叠式防护罩,以防止尘埃和磨粒粘附到丝杠表面。
这些防护罩一端连接在滚珠螺母的端面,另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。
近年来还出现了一种钢带缠卷式丝杠防护装置。
2.润滑
使用润滑剂,以提高耐磨性及传动效率,从而维持传动精度,延长使用寿命。
常用的润滑剂有润滑油和润滑脂两类。
润滑脂一般在安装过程中放进滚珠螺母的滚道内,定期润滑。
使用润滑油时应注意要经常
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