数控机床的典型部件校对.ppt

9 第九章 数控机床的典型部件 第九章 数控机床的典型部件 目录 P1-7 9.1 数控机床的主轴系统 P8-60 9.1.1 对数控机床主轴系统的要求 P8 9.1.2 数控机床主轴的传动方式 P13 1带有变速齿轮的主轴传动 P13 2通过带传动的主轴传动 P14 3 用两个电机分别驱动主轴传动 P21 4调速电机直接驱动主轴传动 P22 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1.3 主轴部件 P25 1主轴端部的结构形状 P25 2主轴轴承的类型 P27 3主轴轴承的支撑形式 P31 4滚动轴承的间隙与预紧 P35 5滚动轴承的精度 P36 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1.4 主轴的准停 P37 1机械准停控制 P40 2电气准停控制 P42 9.1.5 主轴的润滑与密封 P53 1主轴轴承的润滑方式 P53 2主轴轴承的密封 P58 9 第九章 数控机床的典型部件 9.2 数控机床的进给系统 P60-114 9.2.1 对数控机床进给系统的要求 P60 9.2.2 齿轮传动副 P64 1 直齿圆柱齿轮传动副消除间隙的方法 P64 2斜齿圆柱齿轮传动副消除间隙的方法 P71 3锥齿轮传动副消除间隙的方法 P76 4.齿轮齿条传动副消除间隙的方法 P80 9.2.3联轴器 P82 9 第九章 数控机床的典型部件 9.2.4 滚珠丝杠螺母机构 P88 1滚珠丝杠螺母副的工作原理与特点 P88 2滚珠丝杠螺母副的结构类型 P93 3滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法 P97 4.滚珠丝杠的支撑 P109 5滚珠丝杠螺母副的维护 P111 6.滚珠丝杠副的制动装置 P114 9 第九章 数控机床的典型部件 9.3 床身与立柱 P116-129 1.床身 P116 2.立柱 P124 9.4 机床导轨 P131-153 9.4.1 对导轨的要求 P131 9.4.2 数控机床上常用的导轨及其特点 P133 1.滑动导轨 P133 2.滚动导轨 P142 3.滚动导轨 P148 9.4.3导轨的润滑与防护 P151 9 第九章 数控机床的典型部件 9.5 自动换刀装置 P155-204 9.5.1 自动换刀装置的分类 P155 9.5.2 刀库 P178 9.5.3 机械手 P187 9.6 数控机床的位置检测装置 P205-258 9.6.1 对数控机床位置检测装置的要求 P205 9.6.2 位置检测装置的分类 P207 9.6.3 常用位置检测装置及工作原理 P212 9.7自动排屑装置 P259-266 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1 数控机床的主轴系统 9.1.1 对数控机床主轴系统的要求 数控机床主轴系统是数控机床的主运动传动系统 。 数控 机床主轴运动是机床成型运动之一 。 它的精度决定了零件的 加工精度 。 数控机床是具有高效率的机床 ， 因此它的主轴系 统必须满足如下要求： （ 1） 具有更大的调速范围并实现无级调速 。 数控机床为 了保证加工时能选用合理的切削用量 ， 从而获得更高的生产 率 、 加工精度和表面质量 ， 必须要求能在较大的调速范围内 实现无级调速 。 一般要求主轴具备 1 （ 100 1000） 的恒转 矩调速范围和 1 10的恒功率调速范围 。 9 第九章 数控机床的典型部件 (2)具有较高的精度与刚度，传递平稳，噪声低。数控机 床加工精度的提高，与主轴系统具有较高的精度密切相关。 为此，要提高传动件的制造精度与刚度，就要对齿轮齿面高 频感应加热淬火，以增加耐磨性；最后一级采用斜齿轮传动， 使传动平稳；采用精度高的轴承及合理的支撑跨距等，以提 高主轴组件的刚性。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 良好的抗振性和热稳定性 。 数控机床加工时 ， 可能 由于断续切削 、 加工余量不均匀 、 运动部件不平衡以及切削过 程中的自振等原因引起的冲击力的干扰 ， 会使主轴产生振动 ， 从而影响加工精度和表面粗糙度 ， 严重时甚至可能破坏刀具和 主轴系统中的零件 ， 使其无法工作 。 主轴系统发热使其中的零 部件产生热变形 ， 降低传动效率 ， 破坏零部件之间的相对位置 精度和运动精度 ， 造成加工误差 。 为此 ， 主轴组件要有较高的 固有频率 ， 实现动平衡 ， 保持合适的配合间隙并进行循环润滑 等 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 4） 在车削中心上 ， 要求主轴具有 C轴控制功能 。 在车 削中心上 ， 为了使之具有螺纹车削功能 ， 要求主轴与进给驱 动实行同步控制 ， 即主轴具有旋转进给轴 (C轴 )的控制功能 。 （ 5） 在加工中心上 ， 要求主轴具有高精度的准停功能 。 在加工中心上自动换刀时 ， 主轴须停止在一个固定不变的方 位上 ， 以保证换刀位置的准确以及某些加工工艺的需要 ， 即 要求主轴具有高精度的准停功能 。 9 第九章 数控机床的典型部件 (6)具有恒线速度切削控制功能 。 利用车床和磨床进行工 件端面加工时 ， 为了保证端面加工时粗糙度的一致性 ， 要求 刀具切削的线速度为恒定值 ， 随着刀具的径向进给 ， 切削直 径的逐渐减小 ， 应不断提高主轴转速 ， 并维持线速度为常数 。 此外 ， 为了获得更高的运动精度 ， 要求主运动传动链尽 可能短 ， 同时 ， 由于数控机床特别是加工中心通常配备有多 把刀具 ， 要求能够实现主轴上刀具的快速及自动更换 。 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1.2 数控机床主轴的传动方式 数控机床主运动调速范围很宽 ， 其主轴的传动方式主要 有以下几种 。 1 带有变速齿轮的主轴传动 如图 9 1（ a） 所示 ， 这是大中型数控机床较常采用的 配置方式 ， 通过少数几对齿轮传动 ， 扩大变速范围 ， 确保低 速时有较大的扭矩 ， 以满足主轴输出扭矩特性的要求 。 滑移 齿轮的移位大多采用液压拨叉或直接由液压缸驱动齿轮来实 现 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 1 数控机床主传动的四种配置方式 (a)齿轮变速； (b)带传动； (c)两个电机分别驱动； (d)调速电机直接驱动 9 第九章 数控机床的典型部件 2 通过带传动的主轴传动 如图 9 1（ b） 所示 ， 这种传动主要用在转速较高 、 变速 范围不大的小型数控机床上 。 电机本身的调整就能够满足要 求 ， 不用齿轮变速 ， 可以避免由齿轮传动所引起的振动和噪 声 。 它适用于高速低转矩特性的主轴 ， 常用的有多楔带和同 步齿形带 。 9 第九章 数控机床的典型部件 数控机床上应用的多楔带又称为复合三角带 ， 其横向断面 呈多个楔形 ， 楔角为 40 ， 如图 9 2（ a） 所示 。 传递负载主 要靠强力层 。 强力层中有多根钢丝绳或涤纶绳 ， 具有较小的伸 长率 、 较大的抗拉强度和抗弯疲劳强度 。 多楔带综合了 V带和 平带的优点 ， 运转时振动小 、 发热少 、 运转平稳 、 重量小 ， 因 此可在 40m s的线速度下使用 。 此外 ， 多楔带与带轮的接触 好 、 负载分布均匀 ， 即使瞬时超载 ， 也不会产生打滑 ， 而传递 功率比 V带大 20% 30%， 因此能够满足主传动高速 、 大转矩 和不打滑的要求 。 多楔带在安装时需要较大的张紧力 ， 使得主 轴和电机承受较大的径向负载 ， 这是多楔带的一大缺点 。 多楔带按齿距可分为三种规格： J型齿距为 2.4mm， L型齿 距为 4.8mm， M型齿距为 9.5mm。 可依据功率转速选择图选出 所需的多楔带的型号 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 2 带的结构形式 (a)多楔带 ;(b)同步齿形带 9 第九章 数控机床的典型部件 同步齿形带传动是一种综合了带传动和链传动优点的新 型传动方式 。 同步齿形带的带型有梯形齿和圆弧齿 ， 如图 9 2（ b） 所示 。 同步齿形带的结构和传动如图 9 3所示 。 带的 工作面及带轮外圆上均制成齿形 ， 通过带轮与轮齿相嵌合 ， 进行无滑动的啮合传动 。 带内采用了加载后无弹性伸长的材 料做强力层 ， 以保持带的节距不变 ， 可使主 、 从动带轮进行 无相对滑动的同步传动 。 与一般带传动相比 ， 同步齿形带传 动具有如下优点： 9 第九章 数控机床的典型部件 (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。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 3 同步齿形带的结构和传动 9 第九章 数控机床的典型部件 3 用两个电机分别驱动主轴传动 用两个电机分别驱动主轴传动如图 9 1（ c） 所示 ， 它是 上述两种方式的混合传动 ， 具有上述两种方式的性能 。 高速 时 ， 由一个电机通过带传动；低速时 ， 由另一个电机通过齿 轮传动 ， 齿轮起到降速和扩大变速范围的作用 ， 这样就使恒 功率区增大 ， 扩大了变速范围 ， 避免了低速时转矩不够且电 机功率不能充分利用的问题 。 但两个电机不能同时工作 ， 也 是一种浪费 。 9 第九章 数控机床的典型部件 4调速电机直接驱动主轴传动 由调速电机直接驱动主轴传动如图 9 1（ d）所示。这 种主轴传动方式是由电机直接带动主轴旋转，即直接驱动式， 如图 9 4所示。它大大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效 地提高了主轴部件的刚度，但主轴输出的扭矩小，电机发热 对主轴的精度影响较大。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 4 直接驱动式 9 第九章 数控机床的典型部件 近年来出现了一种新式的内装电机主轴 ， 即主轴与电机 转子合为一体 。 其优点是主轴组件结构紧凑 、 重量和惯量小 ， 可提高启动 、 停止的响应特性 ， 并利于控制振动和噪声；缺 点是电机运转产生的热量易使主轴产生热变形 。 因此 ， 温度 控制和冷却是使用内装电机主轴的关键问题 。 图 9 5所示为 日本研制的立式加工中心主轴组件 ， 其内装电机主轴最高转 速可达 180000r min。 （ 见 8.3.1小节 ） 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 5 日本研制的立式加工中心主轴组件 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1.3 主轴部件 主轴部件是机床的一个关键部件 ， 它包括主轴的支撑和 安装在主轴上的传动零件等 。 主轴部件质量的好坏直接影响 到加工质量 。 1 主轴端部的结构形状 主轴端部用于安装刀具或夹持工件的夹具 ， 在设计要求 上 ， 应能保证定位准确 、 安装可靠 、 联结牢固 、 装卸方便 ， 并能传递足够的转矩 。 主轴端部的结构形状都已标准化 ， 图 9 6所示为普通机床和数控机床所通用的几种主轴端部的结构 形式 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 6 主轴端部的结构形式 (a)车床主轴端部； (b)铣、镗类机床主轴端部； (c)外圆磨床砂轮主轴端部； (d)内圆磨床砂轮主轴端部； (e)普通镗杆装在钻床主轴上的端部； (f)组合机床主轴端部 9 第九章 数控机床的典型部件 2 主轴轴承的类型 1） 滚动轴承 滚动轴承摩擦阻力小 ， 可以预紧 ， 润滑维护简单 ， 能在 一定的转速范围和载荷变动范围内稳定地工作 。 滚动轴承由 专业化工厂生产 ， 选购维修方便 ， 在数控机床上被广泛采用 。 但与滑动轴承相比 ， 滚动轴承的噪声大 ， 滚动体数目有限 ， 刚度是变化的 ， 抗振性略差并且对转速有很大的限制 。 数控 机床主轴组件在有可能的条件下 ， 应尽量使用滚动轴承 ， 特 别是大多数立式主轴和主轴装在套筒内能够作轴向移动的主 轴 ， 这时滚动轴承可以用润滑脂润滑以避免漏油 。 图 9 7为 主轴常用的滚动轴承类型 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 7 主轴常用的滚动轴承 (a)锥孔双列圆柱滚子轴承； (b)双列推力向心球轴承； (c)双列圆锥滚子轴承； (d)带凸肩的双列空心圆柱滚子轴承； (e)带预紧弹簧的单列圆锥滚子轴承； (f)角接触滚子轴承 9 第九章 数控机床的典型部件 2） 滑动轴承 滑动轴承在数控机床上最常使用的是静压滑动轴承 。 静 压滑动轴承的油膜压强是由液压缸从外界供给的 ， 它和主轴 转与不转 、 转速的高低无关 （ 忽略旋转时的动压效应 ） 。 它 的承载能力不随转速而变化 ， 而且无磨损 ， 启动和运转时摩 擦阻力力矩相同 ， 因此静压轴承的刚度大 ， 回转精度高 ， 但 静压轴承需要一套液压装置 ， 成本较高 。 9 第九章 数控机床的典型部件 3 主轴轴承的支撑形式 主轴轴承的支撑形式主要取决于主轴转速特性的速度因 素和对主轴刚度的要求 。 主轴轴承常见的支撑形式有以下三 种 ， 如图 9 8所示 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 8 主轴轴承常见的支撑形式 (a)形式一； (b)形式二； (c)形式三 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 1） 前支撑采用双列短圆柱滚子轴承和 60 角接触双列 向心推力球轴承组合 ， 后支撑采用成对向心推力球轴承 (见图 9 8（ a） )。 此配置可提高主轴的综合刚度 ， 满足强力切削 的要求 。 它普遍用于各类数控机床主轴 。 （ 2） 前支撑采用高精度双列向心推力球轴承 (见图 9 8 （ b） )。 向心推力轴承有良好的高速性 ， 主轴最高转速可达 4000r min， 但它的承载能力小 ， 适于高速 、 轻载 、 高精密 的数控机床主轴 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 前后支撑分别采用双列和单列圆锥滚子轴承 (见图 9 8（ c） )。 这种轴承的径向和轴向刚度高 ， 能承受重载荷 ， 尤其是可承受较强的动载荷 。 其安装 、 调整性能好 ， 但这种 支撑方式限制了主轴转速和精度 ， 因此可用于中等精度 、 低 速 、 重载的数控机床的主轴 。 9 第九章 数控机床的典型部件 4 滚动轴承的间隙与预紧 滚动轴承存在较大间隙时 ， 载荷将集中作用于受力方向 上的少数滚动体上 ， 使得轴承刚度下降 ， 承载能力下降 ， 旋 转精度变差 。 将滚动轴承进行适当预紧 ， 使滚动体与内外圈 滚道在接触处产生一定量的预变形 ， 就可使受载后承载的滚 动体数量增多 ， 受力趋向均匀 ， 从而提高轴承承载能力和刚 度 ， 有利于减少主轴回转轴线的漂移 ， 提高旋转精度 。 但过 盈量不宜太大 ， 否则会使轴承的摩擦磨损加剧 ， 承载能力显 著下降 。 公差等级 、 轴承类型和工作条件不同的主轴组件 ， 其轴承所需的预紧量各有所不同 。 因此 ， 主轴组件必须具备 轴承间隙的调整机构 。 9 第九章 数控机床的典型部件 5 滚动轴承的精度 主轴部件所用滚动轴承的精度有高级 E、 精密级 D、 特精 级 C和超精级 B。 前支撑的精度一般比后支撑的精度高一级 ， 也可以用相同的精度等级 。 普通精度的机床通常前支撑取 C， D级 ， 后支撑用 D， E级 。 特高精度的机床前后支撑均用 B级 。 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1.4 主轴的准停 主轴准停功能又称为主轴定位功能 ， 即当主轴停止时 ， 控制其停于固定位置 ， 这是自动换刀所必需的功能 。 在自动 换刀的镗铣加工中心上 ， 切削的转矩通常是通过刀杆的端面 键来传递的 ， 这就要求主轴具有准确定位于圆周上特定角度 的功能 。 主轴准停换刀如图 9 9所示 。 当加工阶梯孔或精镗 孔后退刀时 ， 为防止刀具与小阶梯孔碰撞或拉毛已精加工的 孔表面 ， 必须先让刀 ， 再退刀 ， 因此 ， 刀具就必须具有定位 功能 。 主轴准停阶梯孔或精镗孔如图 9 10所示 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 9 主轴准停换刀示意图 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 10 主轴准停阶梯孔或精镗孔示意图 9 第九章 数控机床的典型部件 1 机械准停控制 图 9 11为典型的 V形槽轮定位盘机械准停原理示意图 。 带 有 V形槽的定位盘与主轴端面保持一定的关系 ， 以确定定位位 置 。 当准停指令到来时 ， 首先使主轴减速至某一可以设定的低 速转动 ， 当无触点开关有效信号被检测到后 ， 立即使主轴电动 机停转并断开主轴传动链 ， 此时主轴电动机与主轴传动件依惯 性继续空转 ， 同时准停油缸定位销伸出并压向定位盘 。 当定位 盘 V形槽与定位销正对时 ， 由于油缸的压力 ， 定位销插入 V形槽 中 ， 准停到 LS2信号有效 ， 表明准停动作完成 。 这里 LS1为准停 释放信号 。 采用这种准停方式 ， 必须有一定的逻辑互锁 ， 即 LS2有效时才能进行下面诸如换刀等动作 。 而只有当 LS1有效时 才能启动主轴电动机正常运转 。 上述准停功能通常可由数控系 统所配的可编程控制器完成 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 11 典型的 V形槽轮定位盘机械准停原理示意图 9 第九章 数控机床的典型部件 2 电气准停控制 目前国内外中高档数控系统均采用电气准停控制 。 采用电 气准停控制有如下优点： (1)简化机械结构 。 与机械准停相比 ， 电气准停只需在这 种旋转部件和固定部件上安装传感器即可 。 （ 2） 缩短准停时间 。 准停时间包括在换刀时间内 ， 而换 刀时间是加工中心的一项重要指标 。 若采用电气准停 ， 即使主 轴在高速转动时 ， 也能快速定位于准停位置 。 （ 3） 可靠性增加 。 由于无需复杂的机械 、 开关和液压缸 等装置 ， 也没有机械准停所形成的机械冲击 ， 因此准停控制的 寿命与可靠性大大增加 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 4） 性能价格比提高 。 由于简化了机械结构和强电控制 逻辑 ， 因此这部分的成本大大降低 。 但电气准停常作为选择 功能 ， 这是因为订购电气准停附件需另加费用 。 但总体来看 ， 其性价比比机械准停大大提高 。 9 第九章 数控机床的典型部件 1） 磁传感器主轴准停控制 磁传感器主轴准停控制由主轴驱动自身完成 。 主轴驱动完 成准停后会向数控装置回答完成信号 ORE， 然后数控系统再进 行下面的工作 。 其基本结构如图 6 8所示 。 当主轴转动或停止时 ， 一旦接收到数控装置发来的准停开 关信号 ， 主轴立即加速或减速至某一准停速度 (可在主轴驱动 装置中设定 )。 主轴到达准停速度且准停位置到达时 (即磁发体 与磁传感器对准 )， 主轴立即减速至某一爬行速度 (可在主轴驱 动装置中设定 )。 然后当磁传感器信号出现时 ， 主轴驱动立即 进入磁传感器作为反馈元件的位置闭环控制 ， 目标位置为准停 位置 。 准停完成后 ， 主轴驱动装置输出准停完成信号给数控装 置 ， 从而可进行自动换刀 (ATC)或其他动作 。 磁发体与磁传感 器在主轴上的位置如图 9 12所示 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 12 磁发体与磁传感器在主轴上的位置 9 第九章 数控机床的典型部件 2)编码器主轴准停控制 图 9 13为编码器主轴准停控制原理图 。 可采用主轴电 动机内部安装的编码器信号 (来自于主轴驱动装置 )， 也可以 在主轴上直接安装另外一个编码器 。 采用前一种方式要注意 传动链对主轴准停精度的影响 。 主轴驱动装置内部可自动转 换 ， 使主轴驱动处于速度控制或位置控制状态 。 准停角度可 由外部开关量 (12位 )设定 ， 这一点与磁准停不同 ， 磁准停的 角度无法随意设定 ， 要想调整准停位置 ， 只有调整磁发体与 磁传感器的相对位置 。 其步骤与传感器类似 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 13 编码器主轴准停控制原理图 9 第九章 数控机床的典型部件 3） 数控系统主轴准停控制 这种准停控制方式是由数控系统完成的 ， 采用这种控制 方式时需注意以下问题： （ 1） 数控系统须具有主轴闭环控制功能 。 通常为避免冲 击 ， 主轴驱动都具有软启动功能 ， 但这对主轴位置闭环控制 会产生不良影响 。 此时 ， 若位置增益过低 ， 则准停精度和刚 度 (克服外界扰动的能力 )不能满足要求；若过高 ， 则会产生 严重的定位振荡现象 。 因此必须使主轴进入伺服状态 ， 此时 其特性与进给伺服系统相近 ， 才可进行位置控制 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 当采用电动机轴端编码器信号反馈给数控装置时 ， 主轴传动链精度可能对主轴精度产生影响 。 数控系统控制主轴准停的原理与进给位置控制的原理非 常相似 ， 如图 9 14所示 。 当采用数控系统控制主轴准停时 ， 角度指定由数控系统 内部设定 ， 因此准停角度的设定更加方便 。 其工作原理是： 9 第九章 数控机床的典型部件 数控系统执行准停指令 M19或 M19S*时 ， 首先将 M19送至 可编程控制器 ， 可编程控制器经译码送出控制信号使主轴驱 动进入伺服状态 ， 同时数控系统控制主轴电动机降速并寻找 零位脉冲 C， 然后进入位置闭环控制状态 。 如执行： M19， 无 S 指令 ， 则主轴定位于相对于零位脉冲 C的某一缺省位置 (可由 数控系统设定 )。 如执行 M19S*， 则主轴定位于指令位置 ， 也 就是相对零位脉冲 S*的角度位置 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 14 数控系统主轴准停控制原理图 9 第九章 数控机床的典型部件 例 M03 S1000 /主轴以 1000r min正转 M19 /主轴准停于缺省位置 M19 S100 /主轴准停转至 100 处 S1000 /主轴再次以 1000r min正转 M19 S200 /主轴准停至 200 处 9 第九章 数控机床的典型部件 9.1.5 主轴的润滑与密封 1 主轴轴承的润滑方式 在数控机床上 ， 主轴轴承润滑方式有：油脂润滑 、 油液 循环润滑 、 油雾润滑和油气润滑等 。 （ 1） 油脂润滑方式 。 它是目前在数控机床的主轴轴承上 最常用的润滑方式 ， 特别是在前支撑轴承上更为常用 。 当然 ， 如果主轴箱中没有冷却润滑油系统 ， 那么后支撑轴承和其他 轴承一般也采用油脂润滑方式 。 主轴轴承油脂封入量通常为轴承空间容量的 10%， 切忌随 意填满 ， 因为油脂过多 ， 会加剧主轴发热 。 若用油脂润滑方式，则要采用有效的密封措施，以防止 切削液或润滑油进入轴承中。 9 第九章 数控机床的典型部件 (2)油液循环润滑 。 在数控机床主轴上 ， 有采用油液循环 润滑方式的 ， 例如装有 GAMET轴承的主轴 ， 即可使用这种方式 。 对一般主轴轴承来说 ， 后支撑上采用这种润滑方式比较常见 。 恒温油液循环润滑冷却方式如图 9 15所示 。 由油温自动 控制箱控制的恒温油液 ， 经油泵打到润轴箱 ， 其中一路沿主 轴前支撑套外圈上的螺旋槽流动 ， 以带走主轴轴承所发出的 热量；另一条路通过主轴箱内的分油器 ， 把恒温油喷射到传 动齿轮和传动轴支撑轴承上 ， 以带走它们所产生的热量 。 这 种方式的润滑和降温效果都很好 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 15 恒温油液循环润滑冷却方式 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 油雾润滑方式 。 油雾润滑方式是将油液经高压气体 雾化后 ， 从喷嘴喷到需润滑的部位的润滑方式 。 由于是雾状 油液 ， 其吸热性好 ， 又无油液搅拌作用 ， 因此常用于高速主 轴轴承的润滑 。 但是油雾容易吹出 ， 污染环境 ， 目前欧洲有 些国家已经禁止使用这种润滑方式 。 （ 4） 油气润滑方式 。 油气润滑方式是针对高速主轴而开 发的新型润滑方式 。 它是用极微量油 （ 每个轴承每小时仅为 3 毫升 ） 润滑轴承 ， 以抑制轴承发热 。 其润滑原理如图 9 16所 示 。 油箱中的油位开关和管路中的压力开关确保在油箱中无 油或压力不足时 ， 能自动切断主电动机电源 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 16 油气润滑原理图 9 第九章 数控机床的典型部件 2.主轴的密封 主轴的密封分接触式和非接触式两种 。 图 9 17是几种非接触式密封的形式 。 图 9 17（ a） 是利用轴承盖与轴的间隙密封的 ， 轴承盖 的孔内开槽则是为了提高密封效果 。 这种密封形式用在工作 环境比较清洁的油脂润滑处；图 9 17（ b） 是在螺母的外圆 上开锯齿形环槽 ， 当油向外流时 ， 靠主轴传动的离心力把油 沿斜面甩到端盖 1的空腔内 ， 油液流回箱内；图 9 17（ c） 是 迷宫式密封结构 ， 在切屑多 、 灰尘大的工作环境下可获得可 靠的密封效果 ， 这种结构适用油脂或油液润滑的密封 。 非接 触式的油液密封时 ， 为了防漏 ， 应保证回油能尽快排掉以及 回油孔的畅通 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 17 非接触式密封 (a)形式一； (b)形式二； (c)形式三 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 18 接触式密封 (a)油毡圈密封； (b)耐油橡胶密封圈密封 9 第九章 数控机床的典型部件 9.2 数控机床的进给系统 9.2.1 对数控机床进给系统的要求 进给系统即进给驱动装置 ， 是指将伺服电动机的旋转运动 变为工作台直线运动的整个机械传动链 。 为确保数控机床进给 系统的传动精度和工作平稳性等 ， 数控机床进给传动系统必须 满足如下要求： （ 1） 摩擦阻力要小 。 在进给系统中要尽量减少传动件之 间的摩擦阻力 ， 尤其是减少丝杠传动和工作台运动导轨之间的 摩擦 ， 以消除低速进给爬行现象 ， 从而提高整个伺服进给系统 的稳定性 。 数控机床广泛采用滚珠丝杠和滚动导轨以及塑料导 轨和静压导轨 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 传动刚度要高 。 进给传动系统的高传动刚度主要取 决于丝杠螺母副 (直线运动 )或蜗轮蜗杆副 (回转运动 )及其支 撑部件的刚度 。 传动刚度不足与摩擦阻力一起会导致工作台 产生爬行现象以及造成反向死区 ， 影响传动准确性 。 缩短传 动链 ， 合理选择丝杠尺寸以及对丝杠螺母副及支撑部件等进 行预紧是提高传动刚度的有效途径 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 转动惯量要小 。 进给系统中每个部件的转动惯量对 进给系统的启动 、 制动特性等都有直接的影响 ， 尤其是高速 运转零件的转动惯量 。 在满足传动强度和刚度的前提下 ， 应 尽可能使各零件的结构 、 配置合理 ， 减小旋转零件的直径和 质量 ， 以减少运动部件的转动惯量 。 （ 4） 谐振频率要高 。 为了提高进给系统的抗振性 ， 应使 机械构件具有高的固有频率和合适的阻尼 ， 一般要求机械传 动系统的固有频率应高于伺服驱动系统的 2 3倍 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 5） 传动间隙要小 。 机械间隙是造成进给系统反向死区 的另一主要原因 ， 因此 ， 对传动链的各个环节 ， 包括括齿轮 副 、 丝杠螺母副 、 联轴器及其支撑部件等均应采用消除间隙 的结构措施 。 9 第九章 数控机床的典型部件 9.2.2 齿轮传动副 1 直齿圆柱齿轮传动副消除间隙的方法 直齿圆柱齿轮传动副有以下 3种调整法 。 （ 1） 偏心套调整法 。 图 9 19所示为偏心套式消除间隙 结构 。 电机 1通过偏心套 2安装到机床壳体上 ， 通过转动偏心 套 2， 使电动机中心轴线的位置向上 ， 而从动齿轮轴线位置固 定不变 ， 因此两啮合齿轮的中心距减小 ， 从而消除齿侧间隙 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 19 偏心套消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 锥度齿轮轴向垫片调整法 。 锥度齿轮轴向垫片消 除间隙结构如图 9 20所示 。 齿轮 1和齿轮 2相啮合 ， 其分度 圆齿厚沿轴向方向略有锥度 ， 这样就可用垫片 3使齿轮 2沿 轴向移动 ， 从而消除两齿轮的齿侧间隙 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 20 锥度齿轮轴向垫片消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 双片薄齿轮错齿调整法 。 双片薄齿轮错齿消除间隙 结构如图 9 21所示 。 图 9 21（ a） 所示是一种双片薄齿轮周 向可调弹簧错齿消隙结构 。 两个相同齿数的薄片齿轮 1和 2与 另一个宽齿轮啮合 ， 两薄片齿轮可相对回转 。 在两个薄片齿 轮 1和 2的端面均匀分布着 4个螺孔 ， 分别装上凸耳 3和 8。 薄片 齿轮 1的端面还有另外 4个通孔 ， 凸耳 8可以在其中穿过 ， 弹簧 4的两端分别钩在凸耳 3和螺钉 7上 。 通过螺母 5调节弹簧 4的拉 力 ， 调节完后用螺母 6锁紧 。 弹簧的拉力使薄片齿轮错位 ， 即 两个双片齿轮的左 、 右齿面分别贴在宽齿轮齿槽的左 、 右齿 面上 ， 从而消除了齿侧间隙 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 21（ b） 是另一种双片薄齿轮周向弹簧错齿消隙结 构 。 薄片齿轮 1和 2套装在一起 ， 每片齿轮各开有两条周向通 槽 ， 在齿轮的端面上装有短柱 3， 用来安装弹簧 4。 装配时使 弹簧 4具有足够的拉力 ， 使两个薄片齿轮的左 、 右面分别与 宽齿轮的左 、 右面贴紧 ， 以消除齿侧间隙 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 21 双片薄齿轮错齿消除间隙结构 (a)结构一； (b)结构二 9 第九章 数控机床的典型部件 2 斜齿圆柱齿轮传动副消除间隙的方法 斜齿圆柱齿轮传动副消除间隙的方法与直齿圆柱齿轮传 动副中双片薄齿轮消除间隙的思路相似 ， 也是用两个薄片齿 轮和一个宽齿轮啮合 ， 只是通过不同的方法使两个薄片齿轮 沿轴向移动合适的距离后 ， 相当于两薄片斜齿圆柱齿轮的螺 旋线错开了一定的角度 。 两个齿轮与宽齿轮啮合时分别负责 不同的方向 (正向和反向 )， 从而起到消除间隙的作用 。 9 第九章 数控机床的典型部件 斜齿圆柱齿轮传动副有以下两种调整方法 。 （ 1） 斜齿轮轴向垫片调整法 。 图 9 22所示为斜齿轮轴 向垫片消除间隙结构 ， 其原理与错齿调整法相同 。 薄片斜齿 轮 1和 2的齿形拼装在一起加工 ， 装配时在两薄片齿轮间装入 已知厚度为 t的垫片 3， 这样它的螺旋线便错开了 ， 使两薄片斜 齿轮分别与宽齿轮 4的左 、 右齿面贴紧 ， 从而消除间隙 。 垫片 3的厚度 t与齿侧间隙 的关系可用下式表示： t= cot （ 为螺旋角） 垫片厚度一般由测试法确定 ， 往往要经几次修磨才能调 整好 。 这种结构的齿轮承载能力较小 ， 且不能自动补偿消除 间隙 ， 属刚性消除间隙的范畴 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 22 斜齿轮轴向垫片消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 斜齿轮轴向压簧错齿调整法 。 图 9 23所示为斜齿 轮轴向压簧错齿消除间隙结构 。 该结构的消隙原理与轴向垫 片调整法相似 ， 所不同的是利用薄片斜齿轮 2右面的弹簧压力 使两个薄片齿轮产生相对轴向位移 ， 从而使它们的左 、 右齿 轮面分别与宽齿轮的左 、 右齿面贴紧 ， 以消除齿侧间隙 。 图 9 23（ a） 采用的是压簧 ， 图 9 23（ b） 采用的是碟形弹簧 。 弹簧 3的压力可利用螺母 5来调整 ， 压力的大小要调整合 适 ， 压力过大会加快齿轮磨损 ， 压力过小达不到消隙作用 。 这种结构能使齿轮间隙自动消除 ， 并始终保持无间隙的啮合 ， 但这种结构轴向尺寸较大 ， 只适合于负载较小的场合 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 23 斜齿轮轴向压簧错齿消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 3 锥齿轮传动副消除间隙的方法 锥齿轮同圆柱齿轮一样 ， 可用上述类似的方法来消除齿 侧间隙 。 （ 1） 锥齿轮轴向压簧调整法 。 图 9 24所示为锥齿轮轴 向压簧消除间隙结构 。 两个啮合着的锥齿轮 1和 2， 其中在装 有锥齿轮 1的传动轴 5上装有压簧 3， 锥齿轮 1在弹簧力的作用 下可稍作轴向移动 ， 从而消除间隙 。 弹簧力的大小由螺母 4调 节 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 24 锥齿轮轴向压簧消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 锥齿轮周向弹簧调整法 。 图 9 25为周向弹簧消 除间隙结构 。 将一对啮合锥齿轮中的一个齿轮做成大小两 片 1和 2， 在大片上制有三个圆弧槽 ， 而在小片的端面上制 有三个凸爪 6， 凸爪 6伸入大片的圆弧槽中 。 弹簧 4一端顶在 凸爪 6上 ， 而另一端顶在镶块 3上 。 为了安全起见 ， 用螺钉 5 将大小片齿圈相对固定 ， 安装完毕之后将螺钉卸去 ， 利用 弹簧力使大小片锥齿轮稍微错开 ， 从而达到消除间隙的目 的 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 25 锥齿轮周向弹簧消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 4.齿轮齿条传动副消除间隙的方法 在大型数控机床中 ， 工作台的行程很大 ， 因此 ， 它的进 给运动不宜采用滚珠丝杠副来实现 ， 而常采用齿轮齿条来实 现 。 当驱动时 ， 可采用双片薄齿轮错齿调整法 ， 分别与齿条 齿槽左 、 右侧面贴紧 ， 从而消除齿侧隙 。 图 9 26所示为齿轮 齿条消除间隙结构 。 进给运动由轴 2输入 ， 通过两对斜齿轮将 运动传给轴 1和 3， 然后由两个直齿轮 4和 5去传动齿条 ， 带动 工作台移动 。 轴 2上两个斜齿轮的螺旋线方向相反 。 如果通过 弹簧在轴 2上作用一个轴向力 F， 则使斜齿轮产生微量的轴向 移动 ， 这时轴 1和轴 3便以相反的方向转过微小的角度 ， 使齿 轮 4和 5分别与齿条的两齿面贴紧 ， 从而消除间隙 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 26 齿轮齿条消除间隙结构 9 第九章 数控机床的典型部件 9.2.3 联轴器 1.锥环无键联轴器 该机构利用锥环对之间的摩擦实现轴与毂之间的无间隙连 接传递转矩 ， 并可任意调节两连接件之间的角度位置 。 通过选 择所用锥环的对数 ， 可传递不同大小的转矩 。 图 9 27所示为 锥环 (锥形夹紧环 )无键消隙联轴器 ， 它可使动力传递没有反向 间隙 。 螺钉 5通过压圈 3施加轴向力时 ， 由于锥环之间的楔紧作 用 ， 内外环分别产生径向弹性变形 ， 消除配合间隙 ， 同时产生 接触压力以传递转矩 。 为了能补偿同轴度及垂直度误差引起的 干涉现象 ， 可采用图 9 28所示的挠性联轴器 。 其柔性片 4分别 用螺钉和球面垫圈与两边的联轴套 2相连 ， 通过柔性片传递转 矩 。 柔性片每片厚 0.25mm， 材料为不锈钢 。 联轴器两端的位置 偏差由柔性片的变形抵消 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 27 锥环无键消隙联轴器 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 28 挠性联轴器 9 第九章 数控机床的典型部件 2.套筒式联轴器 图 9 29所示为套筒式联轴器的几种结构形式 。 其结构简 单 ， 径向尺寸小 ， 但拆装困难 (要求两中心轴线严格对准 ， 不 允许存在径向及角度偏差 )， 使用受到一定限制 。 其中 ， 图 9 29（ a） 结构虽简单实用 ， 但不太可靠；图 9 29（ b） 结构 简单 ， 加工和安装容易 ， 但消除周向间隙不可靠 ， 且易松动； 图 9 29（ c） 是用十字滑块联轴器相连 ， 滑块的槽口配研 ， 这种结构无法保证完全消除传动间隙 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 29 套筒式联轴器 (a)结构一； (b)结构二； (c)结构三 9 第九章 数控机床的典型部件 9.2.4 滚珠丝杠螺母机构 1 滚珠丝杠螺母副的工作原理与特点 滚珠丝杠螺母副 （ 简称滚珠丝杠副 ） 是一种在丝杠与螺 母间装有滚珠作为中间元件的丝杠副 ， 其结构原理如图 9 30 所示 。 在丝杠 1和螺母 3上都装有半圆弧形的螺旋槽 ， 当它们 套装在一起时便形成了滚珠的螺旋滚道 。 螺母上有滚珠回路 管道 （ 在图中 4所指的位置 ） ， 将几圈螺旋滚道的两端连接起 来 ， 构成封闭的循环滚道 ， 并在滚道内装满滚珠 4。 当丝杠旋 转时 ， 滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动 ， 因而迫使螺 母 （ 或丝杠 ） 轴向移动 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 30 滚珠丝杠副结构原理 9 第九章 数控机床的典型部件 与传统的滑动丝杠螺母副比较 ， 滚珠丝杠螺母副具有以下 优点： (1)传动效率高 ， 摩擦损失小 。 滚珠丝杠螺母副的传动效 率 =0.92 0.96， 是普通丝杠螺母副的 3 4倍 ， 因此功率消 耗只相当于普通丝杠传动的 1/4 1/3。 同时由于发热小 ， 因此 可实现高速运动 。 (2)运动平稳无爬行 。 由于摩擦阻力小 ， 动 、 静摩擦系数 之差极小 ， 因此运动平稳 ， 不易出现爬行现象 。 (3)传动精度高 ， 反向时无空程 。 滚珠丝杠副经预紧后 ， 可消除轴向间隙 ， 因而无反向死区 ， 同时也提高了传动刚度 。 9 第九章 数控机床的典型部件 (4)磨损小 ， 精度保持性好 ， 使用寿命长 。 (5)具有运动的可逆性 。 由于摩擦系数小 ， 不能自锁 ， 因 而可以将旋转运动转换成直线运动 ， 也可将直线运动转换成 旋转运动 ， 即丝杠和螺母均可作主动件或从动件 。 9 第九章 数控机床的典型部件 滚珠丝杠副的缺点是： （ 1） 由于结构复杂 ， 丝杠和螺母等元件的加工精度和 表面质量要求高 ， 因此制造成本高 。 （ 2） 由于不能自锁 ， 特别是垂直安装的滚珠丝杠传动 ， 会因部件的自重而自动下降 ， 当部件向下运动且切断动力源 时 ， 由于部件的自重和惯性 ， 滚珠丝杠不能立即停止运动 ， 因此必须增加制动装置 。 9 第九章 数控机床的典型部件 2 滚珠丝杠螺母副的结构类型 滚珠丝杠螺母副按其中的滚珠循环方式可分为以下两种： (1)外循环 。 滚珠在循环过程结束后 ， 通过螺母外表面上 的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环 。 图 9 31所示 为常见的外循环式滚珠丝杠结构 。 在螺母外圆上装有螺旋形 的插管口 ， 管子的两端插入滚珠螺母工作始末两端孔中 ， 以 引导滚珠通过插管形成滚珠的多圈循环链 。 这种类型的结构 简单 ， 工艺性好 ， 承载能力较高 ， 但径向尺寸较大 。 目前 ， 这种类型滚珠丝杠螺母副的应用最为广泛 ， 也可用于重载传 动系统 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 31 外循环式滚珠丝杠结构 9 第九章 数控机床的典型部件 (2)内循环 。 内循环式滚珠丝杠结构如图 9 32所示 ， 它 靠螺母上安装的反向器接通相邻滚道 ， 使滚珠成单圈循环 。 反向器 2的数目与滚珠圈数相等 。 这种类型的结构紧凑 ， 刚度 好 ， 滚珠流通性好 ， 摩擦损失小 ， 但制造较困难 ， 适用于高 灵敏 、 高精度的进给系统 ， 不宜用于重载传动 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 32 内循环式滚珠丝杠结构 9 第九章 数控机床的典型部件 3 滚珠丝杠螺母副间隙的调整方法 滚珠丝杠的传动间隙是轴向间隙 ， 其数值是指丝杠和螺 母无相对转动时 ， 二者之间的最大轴向窜动量 ， 除了结构本 身的游隙之外 ， 还包括施加轴向载荷后产生的弹性变形所造 成的轴向窜动量 。 由于存在轴向间隙 ， 当丝杠反向转动时 ， 将产生空回误 差 ， 从而影响传动精度和轴向刚度 。 通常采用预加载荷 （ 预 紧 ） 的方法来减小弹性变形所带来的轴向间隙 ， 以保证反向 传动精度和轴向刚度 。 但过大的预加载荷会增大摩擦阻力 ， 降低传动效率 ， 缩短使用寿命 。 因此 ， 一般需要经过多次调 整 ， 以保证既消除间隙又能灵活运转 。 调整时 ， 除螺母预紧 外还应特别注意使丝杠安装部分的间隙尽可能小 ， 并且具有 足够刚度 ， 同时应注意预紧力不宜过大 ， 预紧力过大会使空 载力矩增加 ， 从而降低传动效率 ， 缩短使用寿命 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 33 垫片调隙式 9 第九章 数控机床的典型部件 1） 双螺母消隙 常用的双螺母丝杠消除间隙的方法有： （ 1） 垫片调隙式 。 如图 9 33所示 ， 调整垫片厚度使左 、 右两螺母产生轴向位移 ， 即可消除间隙和产生预紧力 。 这种 方法结构简单 ， 刚性好 ， 但调整不便 ， 滚道有磨损时不能随 时消除间隙和进行预紧 。 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 螺纹调隙式 。 如图 9 34所示 ， 其中一个螺母的外 端有凸缘；另一个螺母的外端没有凸缘 ， 而制有螺纹 ， 它伸 出套筒外 ， 并用两个圆螺母固定着 。 旋转圆螺母时 ， 即可消 除轴向间隙 ， 并可达到产生预紧力的目的 。 调整好后再用另 一个圆螺母把它锁紧 。 这种方法调整方便 ， 且可在使用过程 中随时调整 ， 但预紧力的大小不能准确控制 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 34 螺纹调隙式 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 齿差调隙式 。 如图 9 35所示 ， 在两个螺母的凸缘 上各制有圆柱外齿轮 ， 分别与固紧在套筒两端的内齿圈相啮 合 ， 其齿数分别为 z1和 z2， 并相差一个齿 。 调整时 ， 先取下 内齿圈 ， 让两个螺母相对于套筒方向都转动一个齿 ， 然后再 插入内齿圈 ， 则两个螺母便产生相对角位移 ， 其轴向位移量 s=（ 1/z1-1/z2)Pn。 例如 ， z1 =80， z2=81， 滚珠丝杠的导程 Pn=6mm时 ， s=6/64800.001mm。 这种调整方法能精确调整 预紧量 ， 调整方便 、 可靠 ， 但结构尺寸较大 ， 多用于高精度 的传动 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 35 齿差调隙式 9 第九章 数控机床的典型部件 2） 单螺母消隙 （ 1） 单螺母变位螺距预紧 。 如图 9 36所示 ， 将螺母的 内螺纹滚道在中部的一圈上 ， 产生一个轴向 L0的导程突变 量 ， 从而使左右端的滚珠在轴向错位实现预紧 。 这种调隙方 法结构简单紧凑 ， 运动平稳 ， 特别适用于小型丝杠螺母副 ， 但负荷量须预先设定且不能随意改变 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 36 单螺母变位螺距预紧 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 2） 单螺母螺钉预紧 。 如图 9 37所示 ， 螺母在专业生产 工厂完成精磨之后 ， 沿径向开一薄槽 ， 通过内六角调整螺钉实 现间隙的调整和预紧 。 该专利技术已成功地解决了开槽后滚珠 在螺母中有良好的通过性的问题 。 单螺母螺钉结构不仅具有很 好的性能价格比 ， 而且间隙的调整和预紧极为方便 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 37 单螺母螺钉预紧 9 第九章 数控机床的典型部件 （ 3） 滚珠丝杠螺母副预紧 。 对于滚珠丝杠螺母副 ， 为了 保证传动精度和刚度 ， 除消除传动间隙外 ， 还要求预紧 。 预 紧力计算公式为 m a xv 3 1 FF 式中 ， Fmax为轴向最大工作载荷 。 前述各例消除滚珠丝杠螺母副轴向间隙的方法 ， 都能对 螺母副进行预紧 。 调整时只要使预紧力 Fv=（ 1/3） Fmax即可 。 9 第九章 数控机床的典型部件 4.滚珠丝杠的支撑 数控机床的进给系统要获得较高的传动刚度 ， 除了加强 滚珠丝杠副本身的刚度外 ， 滚珠丝杠的正确安装及支撑结构 的刚度也是不可忽视的因素 。 如为减少受力后的变形 ， 螺母 座应有加强肋 ， 增大螺母座与机床的接触面积 ， 并且要连接 可靠 。 另外 ， 采用高刚度的推力轴承可提高滚珠丝杠的轴向 承载能力 。 滚珠丝杠的支撑方式有以下几种，如图 9 38所示。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 38 滚珠丝杠的支撑方式 (a)仅一端装推力轴承 ;(b)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承； (c)两端装推力轴承 ;(d)两端装推力轴承和深沟球轴承 9 第九章 数控机床的典型部件 5 滚珠丝杠螺母副的维护 (1)支撑轴承的定期检查 。 应定期检查丝杠与床身的连接 是否有松动以及支撑轴承是否损坏等 。 如有以上问题 ， 要及时 紧固松动部位并更换支撑轴承 。 (2)滚珠丝杠副的润滑和密封 。 滚珠丝杠副也可用润滑剂 来提高耐磨性及传动效率 。 润滑剂可分润滑油及润滑脂两大类 。 润滑油为一般机油 、 90 180号透平油或 140号主轴油 。 润滑脂 可采用锂基油脂 。 润滑油经过壳体上的油孔注入螺母的空间内 ， 而润滑脂则加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内 。 9 第九章 数控机床的典型部件 (3)滚珠丝杠副常用防尘密封圈和防护罩 。 密封圈 。 密封圈装在滚珠螺母的两端 。 接触式的弹性密 封圈是用耐油橡皮或尼龙等材料制成的 ， 其内孔制成与丝杠螺 纹滚道相配合的形状 。 接触式密封圈的防尘效果好 ， 但因有接 触压力 ， 所以会使摩擦力矩略有增加 。 非接触式的密封圈是用聚氯乙烯等材料制成的 ， 其内孔形 状与丝杠螺纹滚道相反 ， 并略有间隙 。 非接触式密封圈又称为 迷宫式密封圈 。 9 第九章 数控机床的典型部件 防护罩 。 对于暴露在外面的丝杠 ， 一般采用螺旋钢带 、 伸缩套筒以及折叠式塑料或人造革等形式的防护罩 ， 以防止 尘埃和磨粒粘附到丝杠表面 。 这几种防护罩与导轨的防护罩 有相似之处 ， 其一端连接在滚珠螺母的端面上 ， 另一端固定 在滚珠丝杠的支撑座上 。 9 第九章 数控机床的典型部件 6.滚珠丝杠副的制动装置 由于滚珠丝杠副的传动效率高 ， 无自锁作用 （ 特别是滚 珠丝杠处于垂直传动时 ） ， 为防止因自重下降 ， 故必须装有 制动装置 。 图 9 39所示为数控铣镗床主轴箱进给丝杠制动示 意图 。 机床工作时 ， 电磁铁通电 ， 使摩擦离合器脱开 ， 运动 由电机经减速齿轮传给丝杠 ， 使主轴箱上 、 下移动 。 当加工 完毕或中间停车时 ， 电机和电磁铁同时断电 ， 借压力弹簧作 用合上摩擦离合器 ， 使丝杠不能转动 ， 主轴箱便不会下落 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9 39 数控铣镗床主轴箱进给丝杠制动示意图 9 第九章 数控机床的典型部件 9.3 床身与立柱 1 床身 床身是机床的基础件 ， 必须具有足够的静 、 动刚度和精 度能长久保持的特性 。 1） 移动立柱式卧式床身 移动立柱式卧式床身通常都采用 T型床身 。 它是由横置的 前床身 (又叫横床身 )和与它垂直的后床身 (又叫纵床身 )组成 。 T型床身有整体式和分离式两种 ， 图 9 40所示为卧式加工中 心分离式 T型床身 。 9 第九章 数控机床的典型部件 图 9