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數控車床mc1000—x向進給機構設計論文(編輯修改稿)

2026-07-16 23:20 本頁面

　

【文章內容簡介】動導軌具有結構簡單，制造方便，剛度好，抗震性高等優點，在數控機床上應用廣泛。但對于金屬對金屬形式，靜摩擦系數大，動摩擦系數隨著速度變化而變化，在低速時易產生爬行現象。為了提高導軌的耐磨性，改善摩擦特性可以通過選用合適的導軌材料，熱處理方法，例如，可采用優質鑄鐵，耐磨除鐵活鑲淬火鋼導軌，采用導軌表面滾壓強化，表面淬硬，鍍鉻，鍍鉬等方法來提高機床導軌的耐磨性能。目前多數使用金屬對塑料形式，稱為貼塑導軌,。貼塑滑動導軌的塑料化學成分穩定，摩擦系數小，耐磨性好，耐腐蝕性強，吸震性好，密度小，加工成形簡單，能在任何液體或無潤滑的條件下工作。其缺點是耐熱性差，熱導率底，熱膨脹系數比金屬大，在外力作用下容易產生變形，剛性差，吸濕性大，影響尺寸穩定性。目前，常用的塑料導軌有： (1)以聚四氟乙烯為基材，添加合金粉和氧化物等構成的高分子復合材料。聚四氟乙烯的摩擦系數很小（），表面不耐磨，因而需添加青銅粉，石墨，MoS2，鉛粉等填充材料來增加耐磨性。這種材料具有良好的耐磨和吸震性能，適用工作溫度范圍廣，動靜摩擦系數小并且相差不大，防爬行性能好，可在干摩擦下使用，能吸收外界進入導軌面的硬粒，使配對金屬導軌不至于拉傷和磨損。這種材料可制成塑料軟帶的形式。目前我國已有TSF,F4S等標準軟帶產品，，，2mm等幾種，寬度有150mm，300mm，長度有500mm以上幾種規格。貼塑導軌的結構 a) 矩形導軌 b) 燕尾導軌 c) 圓柱導軌 (2)以環氧樹脂為基體，加入MoS2膠體石墨，TiO2等制成的抗磨涂層材料，這種涂層材料附著力強，可用涂覆工藝或壓住成形工藝涂到預先加工成鋸齒形狀的導軌上。我國已生產有環氧樹脂耐磨涂料（HNT），它用于鑄鐵的導軌副中，摩擦系數f=，在無潤滑油情況下仍具有良好的潤滑和防爬行性能。塑料導軌副的塑料軟帶一般貼在短的動導軌上，不受導軌形式的限制，各種組合形式對各滑動導軌均可黏貼。貼塑導軌主要用于大型及重型數控機床上。方案二：滾動導軌(1)滾動導軌的特點滾動導軌是在導軌面之間放置滾珠、滾柱或滾針的滾動體，使導軌之間為滾動摩擦而不是滑動摩擦。滾動導軌與滑動導軌相比，其優點是：靈敏度高，摩擦系數小，而且其動靜摩擦系數相差很小，因而運動均勻，尤其是在低速移動時，不易出現爬行現象；定位精度高，；牽引力小，移動輕便；磨損小，精度保持性好，使用壽命廣。但滾動導軌的抗震性差，對防護要求高，結構復雜，制造困難，成本較高。(2)滾動導軌的結構形式根據滾動體的種類，可以分為下列幾種類型：1)滾珠導軌這種導軌的承載能力小，剛度低。為防止在導軌面上產生壓抗，導軌面一般采用淬火鋼做成。滾珠導軌適用于運動部件重量輕，切削力不大的數控機床上。2)滾柱導軌這種導軌的承載能力和剛度都比滾珠導軌大，適用于載荷較大的機床上。但對于安裝的偏斜反應大，支撐的軸線遇到平行度誤差不大時也會引起偏移和側向滑動，從而會使導軌磨損加快，精度降低。3)滾針導軌這種類型的導軌的特點是：尺寸小，結構緊湊，主要適用于導軌尺寸受限制的機床上。4)直線滾動導軌（簡稱為直線導軌），直線滾動導軌由一根長導軌（導軌條）和一個或幾個滑塊組成。，當滑塊10與導軌條9移動時，每一組滾珠都在各自的滾道內循環運動，其所受的載荷形式與滾動軸承類似。直線滾動導軌副的外形1—導軌條 2—循環滾柱滑座 3—抗振阻尼滑座直線滾動導軌副8—回珠（回柱） 7—負載滾珠（滾柱） 9—導軌條 10—滑塊方案三：靜壓導軌靜壓導軌可分為液體靜壓導軌和氣體靜壓導軌。液體靜壓導軌的兩導軌面之間開有油腔，通入具有一定壓力的潤滑油后，可形成靜壓油膜，使導軌工作表面處于純液體摩擦，不產生磨損，精度保持型好；同時，摩擦系數也極低，使驅動功率大大降低；低速無爬行，承載能力大，剛度好；此外，油液有吸振作用，抗振性好。其缺點是結構復雜，要有供油系統，油的清潔度要求高。空氣靜壓導軌在兩導軌工作面之間通入具有一定壓力的氣體后，可形成靜壓氣膜，使兩導軌面形成均勻分離，以得到高精度的運動；同時，摩擦系數小，不易引起發熱變形，但會隨空氣壓力波動而使空氣膜發生變化，且承載能力，常用于負載不大的場合。此外，必須注意導軌面的防塵，因為塵埃落入空氣導軌面內會引起導軌面的損傷。綜合上述三種方案，選擇方案二中的直線滾動導軌。滾珠絲杠螺母副的設計在數控機床上，將回轉運動轉換為直線運動一般都采用滾珠絲杠螺母機構。滾珠絲杠螺母副是一種低摩擦、高精度、高效率的傳動機構。在數控機床中得到廣泛的應用。它的機械效率比滑動絲杠高出34倍。滾珠絲杠螺母副的動（靜）摩擦系數相差極小，配以滾動導軌，起動力矩很小，運動極其靈敏，低速時不會出現爬行現象。滾珠絲杠螺母副事先可以完全消除間隙和預緊，所以具有較高的軸向剛度，并且反向無空程死區，反向定位精度高。滾珠絲杠螺母摩擦系數小，無自鎖現象，能實現可逆傳動，因此用于垂直位置時，必須要有制動裝置。(1)滾珠絲杠的結構和工作原理滾珠絲杠螺母的結構有內循環與外循環兩種方式。方案一：外循環式滾珠絲杠副，它由絲杠滾珠回珠管3及螺母4組成。在絲杠1和螺母4上分別加工有圓弧形螺旋槽，將他們套裝起來形成了螺旋形滾道，在滾到內裝有滾珠2。當絲杠相對螺母旋轉時，絲杠的旋轉面由滾珠推動螺母軸向移動，同時滾珠沿著螺旋形滾道滾動，使螺母和絲杠間的滑動摩擦轉變為滾珠與絲杠、螺母之間的滾動摩擦。螺母螺旋槽的兩端用回珠管連接，使滾珠能從一端重新回到另一端，構成一個閉合循環回路。外循環滾珠絲杠1—絲杠 2—滾珠 3—回珠管 4—螺母方案二：內循環式滾珠絲杠副。在螺母側孔中裝有圓柱凸輪反向器，反向器上銑有S形回珠槽，將相鄰的兩螺紋滾道連接起來。滾珠經螺紋滾道進入反向器，借助反向器使滾珠越過絲杠牙頂進入到相鄰滾道，從而實現循環。內循環滾珠絲杠綜合上述兩種方案，選擇方案一，即選擇外循環式滾珠絲杠副。滾珠絲杠螺母副間隙的調整方法為了保證滾珠絲杠副的反向傳動精度和軸向剛度，必須消除軸向間隙。常采用雙螺母施加預緊力的辦法來消除軸向間隙，但是必須注意預緊力不能太大，預緊力過大會使傳動效率降低，摩擦力增大，磨損增加，從而使用壽命降低。常用的雙螺母消除間隙的方案有：方案一：墊片調整間隙法，調整墊片4的厚度使左右兩螺母產生軸向位移，從而消除間隙和產生預緊力。這種方法簡單可靠，但調整費時，只適用于一般精度的機床。墊片調整間隙法2—單螺母 3—螺母座 4—調整墊片方案二：齒差調整間隙法，兩個螺母的凸緣為圓柱外齒輪，

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