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数控机床加工中心怎样才能减少运动件的摩擦和消除传动间隙?

发布日期:2020-10-30 16:13:42浏览次数:357

数控机床加工中心的运动精度和定位精度不仅受到机床零部件的加工精度、装配精度、刚度及热变形的影响,而且与运动件的摩擦特性有关。

提高数控机床的运动精度和定位精度措施之一就是减少运动件的摩擦和消除传动间隙。

数控机床工作台(或拖板)的位移量是以脉冲当量作为它的最小单位,通常要求既能以高速又能以极低的速度运动。为了使工作台能对数控装置的指令作出准确的响应,就必须采取相应的措施。

目前使用的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨在摩擦阻尼特性方面存在着明显的差别。对于一般滑动导轨,如果启动时作用力克服不了数值较大的静摩擦力,这时被传动的工作台并不能立即运动,作用力只能使一连串的传动元件(如步进电机、齿轮、丝杠及螺母等)产生弹性变形,并储存了能量。

当作用力超过静摩擦力时,弹性变形恢复,使工作台突然向前运动。这时由静摩擦力变为动摩擦力,其数值就明显减小,使工作台产生加速运动。由于工作台的惯性,使它冲过了平衡点而使工作台偏离了给定的位置。

由于滚动导轨和静压导轨的静摩擦力较小,而且很接近于动摩擦力,加上润滑油的作用,使它们的摩擦力随着速度的提高而增大,这就有效地避免了人们十分关心的所谓“低速爬行”,从而提高了定位精度和运动平稳性。因此数控机床普遍采用滚动导轨和静压导轨。

配置滚动导轨块

滚动导轨块是近三十年发展起来的新型支承元件。由标准导轨块构成的滚动导轨效率高、灵敏性好、寿命长、润滑简单及装拆方便等优点,因此广泛应用于数控机床及其他机械。

使用较小功率的驱动电动机

由于滚动导轨和静压导轨降低了摩擦力,相应地减小了进给系统所需要的驱动扭矩,因此可以使用较小功率的驱动电动机。在轮廓控制系统中,由于减小了电动机尺寸和惯性矩,这就显著地改善了系统的动态特性。

提高传动刚度,采用滑动—滚动混合导轨

在点位直线或轮廓控制的数控机床上加工零件时,它经常受到变化的切削力,如果传动装置有间隙或刚性不足,则过小的摩擦阻力反而是有害的,因为它将会产生振动。针对这一情况,除了提高传动刚度之外,还可以采用滑动—滚动混合导轨,以改善系统的阻尼特性。

采用由聚四氟乙烯制成的贴塑导轨

除了滚动导轨和静压导轨以外,近二十多年来广泛采用了由聚四氟乙烯制成的贴塑导轨,它具有更为良好的摩擦特性、耐磨性和吸振作用。

在进给系统中用滚珠丝杠代替滑动丝杠也可以收到同样的效果,目前数控机床几乎无一例外地采用了滚珠丝杠传动。

数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度。除了减少传动齿轮和滚珠丝杠的加工误差之外,另一个重要措施是采用无间隙传动副,用同步带传动代替齿轮已成为一种趋势。对于滚珠丝杠螺距的累积误差,通常采用脉冲补偿装置进行螺距精度补偿。


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