数控车床的进给传动系统负责接收CNC系统发出的脉冲指令，并经放大和转换后驱动车床运动执行件实现预期的运动。进给传动系统包括减速齿轮、联轴器、滚珠丝杠螺母副、丝杠支承、导轨副、传动数控回转工作台的蜗轮蜗杆等机械环节。
目前，随着滚珠丝杠、伺服电动机及其控制单元性能的提高，很多数控车床的进给系统中已去掉减速机构而直接用伺服电动机与滚珠丝杠连接，因而整个CNC系统结构简单，减少了产生误差的环节。同时，由于转动惯量小，伺服特性也有所改善。
图3-8 非接触式密封
（a）间隙密封；（b）螺母密封
1—端盖；2—螺母。
1—甩油环；2—油毡圈；3—耐油橡胶密封圈。
图3-9 接触式密封
一、数控车床对进给系统的要求
1.机械部分的基本组成
与数控车床进给系统有关的机械部分一般由导轨、机械传动装置、工作台等组成，其基本结构如图3-10所示。目前，广泛应用的进给传动方式主要有两种：一种是回转伺服电动机通过滚珠丝杠螺母副间接进给的传动方式；另一种是采用直线电动机直接驱动的进给运动方式。前者用于中小型数控车床的直线进给：数控车床Z、X两方向的运动由伺服电动机直接或间接驱动滚珠丝杠运动，同时带动刀架移动，形成纵、横向切削运动，从而实现车床进给运动；后者用于高速加工中。
图3-10 数控车床进给系统的基本结构
2.数控车床进给传动系统机械部分的基本要求
为确保数控车床进给传动系统的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装置时，提出如下要求：
（1）高的传动精度与定位精度。
（2）宽的进给调速范围。
（3）响应速度要快。
（4）无间隙传动。
（5）稳定性好、寿命长。
（6）使用维护方便。
二、进给传动系统典型结构的维护技术基础
1.滚珠丝杠螺母副
1）滚珠丝杠螺母副的工作原理及特点
滚珠丝杠螺母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，是直线运动与回转运动相互转换的传动装置。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既能自转又沿滚道循环转动，从而迫使螺母（或丝杠）轴向移动。螺旋槽两端用回珠器连接起来，使滚珠能够周而复始地循环运动，并防止滚珠沿滚珠回路管道掉出。与传统丝杠相比，该副传动效率高，摩擦力小，并可消除间隙，无反向空行程，但制造成本高，不能自锁，尺寸亦不能太大。其结构如图3-11所示。
图3-11 滚珠丝杠螺母副结构
1—螺母；2—滚珠；3—丝杠；4—滚珠回路管道。
2）滚珠丝杠螺母副的维护
数控车床进给传动系统的任务是实现执行机构（刀架、工作台等）的运动，滚珠丝杠的传动间隙是轴向间隙。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。除了结构本身所具有的游隙之外，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。为保证反向传动精度和轴向刚度，必须消除轴向间隙。定期检查滚珠丝杠螺母副、调整滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏时要及时更换，以防灰尘或切屑进入。
（1）轴向间隙的调整。
轴向间隙消除的基本原理是使两个螺母产生轴向位移，以此来消除丝杠与螺母之间的间隙。常用的方法有以下三种：
①垫片调隙式。图3-12所示为双螺母垫片调隙式结构。它通过调整垫片的厚度使左右螺母产生轴向位移，从而达到消除间隙和产生预紧力的作用。这种结构简单、刚性好、装卸方便、可靠；但缺点是调整费时，很难在一次修磨中调整完成，调整精度不高，仅适用于一般精度要求的数控车床。
图3-12 双螺母垫片调隙式结构
②螺纹调隙式。图3-13所示为双螺母螺纹调隙式结构。它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。在消除间隙后，用另一圆螺母将其锁紧。这种结构简单、紧凑、调整方便，但调整精度较差。
图3-13 双螺母螺纹调隙式结构
1，2—螺母。
③齿差调隙式。图3-14所示为双螺母齿差调隙式结构。它较为复杂，尺寸较大；但是调整方便，可获得精确的调整量，预紧可靠、不松动，适用于高精度传动。
（2）支承轴承的定期检查。
定期检查丝杠支承轴承与床身的连接是否有松动，以及支承轴承是否被损坏等。如有以上问题，要及时紧固松动部位并更换支承轴承。
（3）滚珠丝杠螺母副的密封与润滑。
(www.xing528.com)
图3-14 双螺母齿差调隙式结构
滚珠丝杠螺母副的密封与润滑是我们在操作使用中要注意的问题。关于丝杠螺母的密封，要注意检查密封圈和防护套，以防灰尘和杂质进入滚珠丝杠螺母副。如果采用油脂润滑，则每半年将滚珠丝杠上的润滑脂更换一次；如果采用润滑油润滑，则在每次机床工作前加油一次，通过注油孔注油。
2.导轨副
1）导轨的基本类型
导轨是进给传动系统的重要环节，它的性能对机床刚度、加工精度和使用寿命有很大影响。数控车床对导轨的要求比普通车床更高，要求其在高速进给时不发生振动、低速进给时不出现爬行，且灵敏度高、耐磨性好，可在重载荷下长期连续工作，精度保持性好等。目前，数控车床上的导轨形式主要有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等。
（1）滑动导轨。
滑动导轨（图3-15）具有结构简单、制造方便、刚度好、抗振性好等优点，在数控车床上应用广泛。目前多数使用金属对塑料形式，称为贴塑导轨。其特点是摩擦特性好、耐磨性好、运动平稳、工艺性好及速度较低。
（2）滚动导轨。
滚动导轨（图3-16）是在导轨面之间放置滚珠、滚柱或滚针等滚动体，使导轨面之间呈滚动摩擦。滚动导轨与滑动导轨相比，灵敏度高、摩擦系数小，且动、静摩擦系数相差很小，因而运动均匀，尤其是在低速移动时，不易出现爬行现象；定位精度高，重复定位精度可达0.2 μm，移动轻便，磨损小，精度保持性好，使用寿命长。但滚动导轨的抗振性差，对防护要求高，结构复杂，制造困难，成本高。
图3-15 滑动导轨
图3-16 滚动导轨
（3）静压导轨。
静压导轨的导轨面之间处于纯液体摩擦状态，不产生磨损，精度保持性好；摩擦系数低（一般为0.000 5～0.001），低速时不易产生爬行；承载能力大，刚性好，承载油膜有良好的吸振作用，抗振性好。但是其结构复杂，需配置一套专门的供油系统，制造成本较高。图3-17所示为平面型空气静压导轨。
图3-17 平面型空气静压导轨
1—静压空气；2—移动工作台；3—底座。
2）导轨副的维护
（1）间隙调整。
导轨副维护很重要的一项工作是保证导轨面之间具有合理的间隙。间隙过小，则摩擦阻力大，导轨磨损加剧；间隙过大，则运动失去准确性和平稳性，失去导向精度。间隙调整的方法有以下三种：
①压板调整间隙。矩形导轨上常用的压板装置形式有：修复刮研式、镶条式、垫片式，如图3-18所示。压板用螺钉固定在动导轨上，常用钳工配合刮研及选用调整垫片、平镶条等机构，使导轨面与支承面之间的间隙均匀，达到规定的接触点数。图3-18（a）所示的压板结构，如果间隙过大，就修磨或刮研B面；如果间隙过小或压板与导轨压得太紧，则刮研或修磨A面。
图3-18 压板调整间隙
（a）修复刮研式；（b）镶条式；（c）垫片式
②镶条调整间隙。常用的镶条有两种，即等厚度镶条和斜镶条。等厚度镶条如图3-19（a）所示。它是一种全长厚度相等、横截面为平行四边形（用于燕尾形导轨）或矩形的平镶条，通过侧面的螺钉调节和螺母锁紧，以其横向位移来调整间隙。由于压紧力作用点因素的影响，在螺钉的着力点有挠曲。斜镶条如图3-19（b）所示。它是一种全长厚度变化的斜镶条及三种用于斜镶条的调节螺钉，以其斜镶条的纵向位移来调整间隙。斜镶条在全长上支承，其斜度为1∶40或1∶100。由于楔形的增压作用会产生过大的横向压力，因此调整时应细心。
图3-19 镶条调整间隙
（a）等厚度镶条；（b）斜镶条
③压板镶条调整间隙。压板镶条如图3-20所示，T形压板用螺钉固定在运动部件上，运动部件内侧和T形压板之间放置斜镶条，镶条不是在纵向有斜度，而是在高度方面有倾斜。调整时，借助压板上的几个推拉螺钉，使镶条上下移动，从而调整间隙。三角形导轨的上滑动面能自动补偿，下滑动面的间隙调整和矩形导轨的下压板调整底面间隙的方法相同。圆形导轨的间隙不能调整。
（2）滚动导轨的预紧。
图3-21列举了四种滚动导轨的结构。为了提高滚动导轨的刚度，应对滚动导轨预紧。预紧可提高接触刚度和消除间隙。在立式滚动导轨上，预紧可防止滚动体脱落和歪斜。图3-21（b）（c）（d）是具有预紧结构的滚动导轨。常见的预紧方法有以下两种。
①采用过盈配合。预加载荷大于外载荷，预紧力产生的过盈量为2～3 μm，过大会使牵引力增加。若运动部件较重，其重力可起预加载荷作用；若刚度满足要求，可不施加预加载荷。
②调整法。通过调整螺钉、斜块或偏心轮进行预紧。如图3-21（b）（c）（d）是采用调整法预紧滚动导轨的方法。
（3）导轨的润滑。
在导轨面上进行润滑后，可降低摩擦系数，减少磨损，并且可防止导轨面锈蚀。导轨常用的润滑剂有润滑油和润滑脂，前者用于滑动导轨，而滚动导轨两种都用。在工作温度变化时，润滑油黏度变化要小，要有良好的润滑性能和足够的油膜刚度，油中杂质尽量少且不侵蚀机件。常用的全损耗系统用油有L-AN10、L-AN15、L-AN32、L-AN42、L-AN68，精密机床导轨油有L-HG68，汽轮机油有L-TSA32、L-TS46等。
图3-20 压板镶条调整间隙
图3-21 滚动导轨的预紧
（a）液柱或滚针导轨自由支承；（b）滚柱或滚针导轨预加载；（c）交叉式滚柱导轨；（d）循环或滚动导轨块
1—循环式直线滚动块；2—淬火钢导轨。
导轨的油润滑一般采用自动润滑，我们在操作使用中要注意检查自动润滑系统中的分流阀，如果它发生故障，则会造成导轨不能自动润滑。此外，必须做到每天检查导轨润滑油箱的油量，如果油量不够，则应及时添加润滑油。同时要注意检查润滑油泵是否能够定时启动和停止，并且要注意检查定时启动时是否能够提供润滑油。
（4）导轨的防护。
为了防止切屑、磨粒或切削液散落在导轨面上而引起磨损、擦伤和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的刮板式、卷帘式和叠层式防护罩，大多用于长导轨上。在机床使用过程中应防止损坏防护罩，对叠层式防护罩应经常用刷子蘸机油清理移动接缝，以避免碰壳现象的产生。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
