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CQ6132普通车床进行数控化改造方案研究毕业设计论文

来源:用户分享 时间:2025/6/8 2:03:50 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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5.5.3交流伺服驱动系统

由于直流伺服电动机使用机械换向,因此存在许多缺点。而直流伺服电动机优良的调速特性正是通过机械换向得到的,因而这些缺点无法克服。多年来,人们一直试图用交流电动机代替直流电动机,其困难在于交流电动机很难达到直流电动机的调速性能。进入20世纪80年代之后,由于交流伺服电动机的材料、结构以及控制理论与方法的突破性进展,以及微电子技术和功率半导体器件的发展,使交流驱动装置发展很快,目前已逐渐取代了直流伺服电动机。交流伺服电动机的最大优点在于不需要维护,制造简单,适合于在恶劣环境下工作。

所以本次设计中采用的是西门子808D半闭环系统,选择的是交流伺服驱动系统。

5.6 进给系统的一些其它要求 5.6.1进给系统的润滑

机床在运行过程中,各运动件之间存在摩擦,必须采用一定的润滑及防护措施来减小其相对摩擦,从而提高机床的使用寿命。使用润滑剂可提高耐磨性及传动效率。润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。润滑脂的特点是黏度大,不易流失,因此不需经常加换,使用方便,密封也较简单。但其摩擦阻力大,机械效率低;流动性差,导热系数小。因此仅适用于转速不高的轴承,外露的齿轮和某些不易密封的主轴件等。润滑油一般为全损耗系统用油。

在此进给系统中,齿轮的转速比较低,因此不能使油飞溅润滑,在齿轮和轴承处采用润滑脂来润滑。在滚珠丝杠副中,也只能采用润滑脂。

5.6.2 防护

滚珠丝杠副和其他滚动摩擦的传动器件一样,应避免硬质灰尘或切屑污物进入,因此必须装有防护装置。如果滚珠丝杠副在机床上外露,则应采用封闭的防护罩,如采用螺旋弹簧钢带套管、伸缩套管以及折叠式套管等。安装时将防护罩的一端连接在滚珠螺母的侧面,另一端固定在滚珠丝杠的支承座上。如果滚珠丝杆副处于隐蔽的位置,则可采用密封圈防护,密封圈装在螺母的两端。接触式的弹性密封圈采用耐油橡胶或尼龙制成,其内孔做成与丝杠螺纹滚道相配的形状;接触式密封圈的防尘效果好,但由于存在接触压力,使摩擦力矩略有增加。非接触式密封圈又称迷宫式密封圈,它采用硬质塑料制成,其内孔与丝杠螺纹滚道的形状相反,并稍有间隙,这样可避免摩擦力矩,但防尘效果差。工作中应避免碰

击防护装置,防护装置一有损坏应及时更换。

另外,对滚珠丝杠的安装处应进行削边。

第六章 支承件的改造

6.1支承件的特点

支承件是机床的基础部件,包括床身、立柱、横梁、底座、工作台、箱体、升降台等。它们之间有的互相固定连接,有的在导轨上运动。支承件在加工过程中受各种力和热的作用会产生变形,从而改变执行机构的正确位置或运动轨迹,影响加工精度和表面质量。因此必须采取一定的措施进步支承件抵抗受力变形和受热变形的能力。

6.2导轨的现状

导轨是伺服进给系统的重要环节之一,它对数控机床的刚度、精度与精度保持性等有着重要地影响,现代数控机床的导轨,对导向精度、精度保持性、摩擦特性、运动平稳性和灵敏度都有更高地要求,在材料和结构上起了“质”地变化,已不同于普通机床的导轨。

6.3 导轨的类型及选取

导轨副是数控机床的重要部件之一,导轨的作用是使运动部件能沿一定轨迹运动,并承受运动部件及工件的重量和切削力。它在很大程度上决定数控机床的刚度、精度和精度保持性。数控机床导轨必需具有较高的导向精度、高刚度、高耐磨性,机床在高速进给时不振动、低速进给时不爬行等特性。目前数控机床使用的导轨主要有3种:滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。

6.3.1滑动导轨

金属或其它材料制成的槽或脊,可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊,用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨,用于直线往复运动场合,拥有比直线轴承更高的额定负载, 同时可以承担一定的扭矩,可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。导轨按摩擦性质分为:滑动导轨、滚动导轨、静压导轨、气浮导轨。本课题采用了滑动导轨。 滑动导轨分为:

(1)矩形导轨如图(6-1)-a:具有刚度高,承载能力大,制造,检验和维修方便。但是导轨不可避免地存在侧间间隙,因而导向精度较差。

(2)三角形导轨如图(6-1)-b:导向性能与顶角α有关,α越小导向性越好,但α减小时导轨面当量摩擦系数加大;α角加大承载能力增加。支承导轨为凸三角形时,不易积存有较大积屑,也不易存润滑油。支承导轨为凹三角形时,导轨副易产生动压效应,但防尘性差。

(3)燕尾形导轨如图(6-1)-c:其高度较小,可承受颠覆力矩;但刚度差,制造、检验和维修都不方便。燕尾槽导轨,其特点是:结构紧凑,调整间隙方便,形状较复杂,摩擦力偏大。

(4)圆柱形导轨如图(6-1)-d:易制造,不易积存较大积屑和润滑油,磨损后难以调整和补偿间隙。主要用于受轴向载荷的场合。

图(6-1):滑动导轨截面形状

6.3.2. 滚动导轨

直线滚动导轨是目前最流行的一种新形式。直线滚动导轨主要由导轨体、滑块、滚珠、保持器、端盖等组成。生产厂把滚动导轨的预紧力调整适当,成组安装,所以这种导轨又称为单元式直线滚动导轨。使用时,导轨固定在不运动部件上,滑块固定在运动部件上。当滑块沿导轨体移动时,滚珠在导轨和滑块之间的圆弧直槽内滚动,并通过端盖内的滚道,从工作负荷区到非工作负荷区,然后再滚动到工作负荷区,不断循环,从而把导轨体和滑块之间的移动变成了滚珠的滚

动。为防止灰尘和脏物进入导轨滚道,滑块两端及下部均装有塑料密封垫,滑块还有润滑油注油杯。

滚动导轨的最大优点是摩擦系数小,比塑料导轨还小;运动轻便灵活,灵敏度高;低速运动平稳性好,不会产生爬行现象,定位精度高;耐磨性好,磨损小,精度保持性好;且润滑系统简单,为此滚动导轨在数控机床上得到普遍地应用。但是,滚动导轨的抗振性较差,结构复杂,对脏物较敏感,必须要有良好的防护措施。

6.3.3.液体静压导轨

静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油,使运动件浮起。工作过程中,导轨面上油腔中的油压能随着外加负载的变化自动调节,以平衡外负荷,保证导轨面始终处于纯液体摩擦状态。

静压导轨的摩擦系数极小(约为0.0005),功率消耗少,由于系统液体摩擦,故导轨不会磨损,因而导轨的精度保持性好,寿命长。油膜厚度几乎不受速度的影响,油膜承载能力大、刚性好、吸振性良好,导轨运行平稳,既无爬行,也不产生振动。但静压导轨结构复杂,并需要有一个具有良好过滤效果的液压装置,制造成本较高。目前,静压导轨较多地应用在大型、重型数控机床上。 目前,数控机床所使用的滑动导轨材料为铸铁对塑料或镶钢对塑料滑动导轨。导轨塑料常用聚四氟乙烯导轨软带和环氧型耐磨导轨涂层两类。

为了进一步降低普通滑动导轨的摩擦系数,防止低速爬行,提高定位精度,为此在数控机床上普遍采用塑料作为滑动导轨的材料,使原来铸铁-铸铁的滑动变为铸铁-塑料或钢-塑料的滑动。

6.3.4塑料滑动导轨的特点

1)摩擦特性好。 除摩擦系数低外,塑料材料中含有青铜、二硫化钼和石墨,因此其本身具有自润滑作用,对润滑油的供油量要求不高,采用间歇式供油即可。另外,塑料质地较软,即使嵌入细小的金属碎屑、灰尘等,也不致于损伤金属导轨面和软带本身,可延长导轨的使用寿命。

3)减振性好。塑料的阻尼性能好,其减振消声的性能对提高摩擦副的相对运动速度有很大的意义。

4)工艺性好。可降低对塑料结合的金属基体的硬度和表面质量,而且塑料易于加工(铣、刨、磨、刮),使导轨副接触面获得良好的表面质量。 除此之外,塑料导轨还以其良好的经济性、结构简单、成本低,目前在数控机床上得到广泛地使用。

通过以上的类比,考虑到本设备原先采用的就是滑动导轨,因此为了控制成本,在本课题中采用聚四氟乙烯滑动导轨。

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