一种实用的加工中心进给传动机构


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数控加工中心的进给传动系统承担了数控加工中心多个坐标轴的定位及切削进给,加工中心进给系统的传动精度、系统响应的灵敏度、系统工作的稳定性这三项特性决定了被加工件的加工精度的好坏。为了保证数控加工中心进给传动系统的定位精度和动态性能,对数控加工中心进给传动系统的要求主要有如下5个方面:

1)   系统零部件的低惯量的要求。数控加工中心的进给传动系统由于经常加速启动、突然停止或者瞬时的反向加速运动,若机械传动装置惯量大,就会影响系统反应的时效性。因此进给系统零件刚性在满足系统受力工况时,应减小运动部件质量及尺寸。

力系统零件结合面之间的低摩擦阻力要求。数控加工中心的进给传动系统要求系统运动平稳、运动定位精度高、系统快速响应快,为满足这些特性必须减小运动件之间的结合面之间的摩擦阻力。所以导轨一般采用具有较小摩擦因数的直线滚动导轨副、静压导轨。

沒系统零部件的高刚度要求。数控加工中心的进给传动系统的高刚度主要取决于传动部件的高刚度,例如齿轮齿条传动中的减速箱的高刚度,丝杠丝母传动中的丝母副预紧的高刚度。传动机构的刚度不足会导致工作台产生爬行现象,从而导致系统的传动精度差。所以说提高传动系统的刚性是提高系统精度的有效途径。

4系统的高谐振性要求。为了提高进给系统的抗振性,应使进给系统中的机械零部件具有较高的固有频率,进给系统要求进给传动的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率的2~3  :

沒消除传动间隙。进给传动系统的传动间隙一般指反向间隙,及反向死区误差,它存在于整个传动链的各传动副中,直接影响数控加工中心的加工精度。传动间隙主要来自传动齿轮副、蜗杆副、联轴器、螺旋副及支撑部件之间,应施加预紧力和采取消除间隙结构的措施,尽量消除传动间隙,减小反向死区误差。设计中可采用消除间隙的联轴节及有消除措施的传动副等方法。

1新型的传动机构

1}主运动。此传动机构用在加工中心的主轴箱上下竖直
的进给运动中,伺服电机驱动同步带轮带动同步齿形带驱动丝杠旋转带动丝母和主轴箱竖直上下运动。

3同步带与同步带轮。同步带与同步带轮的齿形选用HTD型,此同步带的特点是传动转矩大并且传动无间隙。同步带轮的选择在满足传动转矩与刚性时带轮的直径的选择尽量小,保证传动机构的低惯量。

3)丝杠丝母副。丝杠的上下两端用丝杠专用的丝杠轴承支撑并且固定在具有足够刚性的轴承座上,同时轴承座固定在加工中心立柱上。丝杠的长度在满足主轴箱的行程时要尽量短,保证传动系统机构的低惯量。

4进给机构的运动保护。在丝杠的上端安装个电磁离合器,此电磁离合器在得电时松开,失电时夹紧,以防止主轴箱在主机失电的状态下滑落,保证了机构的安全。

分主轴箱与立柱间。主轴箱用直线导轨副安装在立柱上以保证主轴箱与立柱间的联接刚性,同时直线导轨与导轨滑块间是滚动摩擦具有较低的摩擦因数,保证了进给运动的低摩擦阻力的要求。

2计算实例

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结束语:

本文介绍的实用的加工中心进给机构满足了数控加工中心进给系统的低惯量、低摩擦阻力、高刚度、消除传动间隙等特点,同时介绍了该机构在实际加工中心进给设计中的计算实例,这就说明了该进给机构的可行性。并且这种加工中心进给的机构广泛应用于我厂的各类加工中心的实际生产中,为我厂数控加工中心的高精度,高可靠性的性能提供了有力的支持。

 

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