数控铣床进给传动系统维护技术基础优化

数控铣床的进给运动采用无级调速的伺服驱动方式，伺服电动机经过进给传动系统将动力传动给工作台等运动执行部件。通常进给传动系统是由1～2级齿轮或带轮传动副和滚珠丝杠螺母副或齿轮齿条副或蜗杆蜗条副所组成。传动系统的齿轮副或带轮副的作用主要是通过降速来匹配进给系统的惯量和获得所需的输出机械特性，对开环系统还起到匹配控制系统所需的脉冲当量的作用。近年来，由于伺服电动机及其控制单元性能的提高，许多数控机床的进给传动系统去掉了降速齿轮副，直接将伺服电动机与滚珠丝杠连接。滚珠丝杠螺母副的作用是将旋转运动转换为直线运动。数控铣床进给传动系统的基本结构如图4-5所示。

图4-5　数控铣床进给传动系统的基本结构

立式数控铣床与数控车床相比，在Z轴进给传动系统中添加了配重块，如图4-6所示。它的作用主要是减小电动机和丝杠的负载，抑制电动机和丝杠的发热，从而保证加工精度，延长电动机和丝杠的寿命。用配重块的重量可抵消主轴单元的重量，从而提高机床的移动速度，降低丝杠上的载荷和减小电动机负载。但速度和加速度较大时配重块的部分重量失重，平衡主轴单元的重量的效果降低，应答特性差，不适合高速切削。

在进给传动系统方面，数控铣床具有以下特点：

（1）尽量采用低摩擦的传动副，如采用静压导轨、滚动导轨和滚珠丝杠等，以减小摩擦力。(www.xing528.com)

图4-6　立式数控铣床的配重结构

（2）选用最佳的降速比，以达到提高机床分辨率，使工作台尽可能大地加速以达到跟踪指令、系统折算到驱动轴上的惯量尽量小的要求。

（3）缩短传动链以及用预紧的方法提高传动系统的刚度，如采用大扭矩宽调速的直流电动机与丝杠直接相连，应用预加负载的滚动导轨和滚动丝杠副，将丝杠支承设计成两端轴向固定并可预拉伸的结构等办法来提高传动系统的刚度。

（4）尽量消除传动间隙，减小反向死区误差，如采用消除间隙的联轴节（如用加锥销固定的联轴套、用键加顶丝紧固的联轴套以及用无扭转间隙的挠性联轴器等）、有消除间隙措施的传动副等。