了解进给传动系统的基础知识

1．进给传动系统的特点

数控车床的进给传动系统，如图3-8所示，是控制X、Z坐标轴的伺服系统的主要组成部分。它将伺服电动机的旋转运动转化为刀架的直线运动，而且对移动精度要求很高，X轴最小移动量为0.000 5 mm（直径编程），Z轴最小移动量为0.001 mm。采用滚珠丝杠螺母传到副，可以有效地提高进给系统的灵敏度、定位精度和防止爬行。另外，消除丝杠螺母的配合间隙和丝杠两端的轴承间隙，也有利于提高传动精度。

图3-8　数控车床的进给传动系统

1，5—支承；2—螺母；3—伺服电动机；4—联轴器；6—滚珠丝杠

数控车床进给传动系统

进给传动系统

数控车床的进给系统采用伺服电动机驱动，通过滚珠丝杠螺母带动刀架移动，所以刀架的快速移动和进给运动均为同一传动路线。

2．进给传动系统

如图3-4所示，MJ-50数控车床的进给传动系统分为X轴进给传动和Z轴进给传动。

X轴进给由功率为0.9 kW的交流伺服电动机驱动，经20/24的同步带轮传动到滚珠丝杠上，螺母带动回转刀架移动，滚珠丝杠螺距为6 mm。

Z轴进给也是由交流伺服电动机驱动，经24/30的同步带轮传动到滚珠丝杠，其上螺母带动滑板移动。该滚珠丝杠螺距为10 mm，电动机功率为1.8 kW。

3．进给系统传动装置(www.xing528.com)

1）X轴进给传动装置

图3-9所示为MJ-50数控车床X轴进给传动装置的结构简图。如图3-9（a）所示，AC伺服电动机15经同步带轮14和10以及同步带12带动滚珠丝杠6回转，其上螺母7带动［见图3-9（b）所示］刀架21沿滑板1的导轨移动，实现X轴的进给运动。电动机轴与同步带轮14用键13连接。滚珠丝杠有前、后两个支承。前支承3由三个角接触球轴承组成，其中一个轴承大口向前、两个轴承大口向后，分别承受双向的轴向载荷。前支承3的轴承由螺母2进行预紧，其后支承9为一对角接触球轴承，轴承大口相背放置，由螺母11进行预紧。这种丝杠两端固定的支承形式，其结构和工艺都较复杂，但是可以保证和提高丝杠的轴向刚度。脉冲编码器16安装在伺服电动机的尾部。图3-9中5和8是缓冲块，在出现意外碰撞时起保护作用。

图3-9　MJ-50数控车床X轴进给传动装置的结构简图

1—滑板；2，7，11—螺母；3—前支承；4—轴承座；5，8—缓冲块；6—滚珠丝杠；9—后支承；
10，14—同步带轮；12—同步带；13—键；15—AC伺服电动机；16—脉冲编码器；
17，18，19，23，24，25—镶条；20—螺钉；21—刀架；22—导转护板

A-A剖面图表示滚珠丝杠前支承的轴承座4用螺钉20固定在滑板上；滑板导轨（见B-B剖视图）为矩形导轨，镶条17、18、19用来调整刀架与滑板导轨的间隙。

图3-9（b）中22为导轨护板，26、27为机床参考点的限位开关和撞块，镶条23、24、25用于调整滑板与床身导轨的间隙。

因为滑板顶面导轨与水平面倾斜30°，回转刀架的自身重力使其下滑，滚珠丝杠和螺母不能以自锁阻止其下滑，故机床依靠AC伺服电动机的电磁制动来实现自锁。

2）Z轴进给传动装置

MJ-50数控车床Z轴进给传动装置简图如图3-10所示。AC伺服电动机14经同步带轮12和2以及同步带11传动到滚珠丝杠5，由螺母4带动滑板连同刀架沿床身13的矩形导轨移动［见图3-10（a）］，实现Z轴的进给运动。如图3-10（b）所示，电动机轴与同步带轮12之间用锥环无键连接，局部放大视图中19和20是锥面相互配合的内、外锥环，当拧紧螺钉17时，法兰18的端面压迫外锥环20，使其向外膨胀，内锥环19受力后向电动机轴收缩，从而使电动机轴与同步带轮连接在一起。这种连接方式无须在被连接件上开键槽，而且两锥环的内外圆锥面压紧后，使连接配合面无间隙，对中性较好。选用锥环对数的多少取决于所传递扭矩的大小。

滚珠丝杠的左支承由三个角接触球轴承15组成，其中右边两个轴承与左边一个轴承的大口相对布置，由螺母16进行预紧。如3-10（a）图所示，滚珠丝杠的右支承7为一个圆柱滚子轴承，只用于承受径向载荷，轴承间隙用螺母8来调整。滚珠丝杠的支承形式为左端固定、右端浮动，留有丝杠受热膨胀后轴向伸长的余地。3和6为缓冲挡块，起超程保护作用。图3-10（a）所示B向视图中的螺钉10将滚珠丝杠的右支承轴承座9固定在床身13上。

如图3-10（b）所示，Z轴进给装置的脉冲编码器1与滚珠丝杠5相连接，可直接检测丝杠的回转角。

图3-10　MJ-50数控车床Z轴进给传动装置简图

1—脉冲编码器；2，12—同步带轮；3，6—缓冲挡块；4，8，16—螺母；
5—滚珠丝杠；7—右支承；9—右支承轴承座；10，17—螺钉；11—同步带轮；
13—床身；14—AC伺服电动机；15—角接触球轴承；18—法兰；
19—内锥环；20—外锥环