數(shù)控銑床中減少運(yùn)動件的摩擦和消
精工銑床的運(yùn)動精度和定位精度不僅受到機(jī)床零部件的加工精度、裝配精度、剛度及熱變形的影響,而且與運(yùn)動件的摩擦特性有關(guān)。
精工機(jī)床工作臺(或拖板)的位移量是以脈沖當(dāng)量作為它的最小單位,通常要求既能以高速又能以極低的速度運(yùn)動。為了使工作臺能對精工裝置的指令作出準(zhǔn)確的響應(yīng),就必須采取相應(yīng)的措施。
目前使用的滑動導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌在摩擦阻尼特性方面存在著明顯的差別。它們的摩擦力和運(yùn)動速度的關(guān)系如圖2-7所示。對于一般滑動導(dǎo)軌(圖2一7a),如果啟動時(shí)作用力克服不了數(shù)值較大的靜摩擦力,這時(shí)被傳動的工作臺并不能立即運(yùn)動,作用力只能使一連申的傳動元件〔如步進(jìn)電機(jī)、齒輪、嫂杠及螺母等)產(chǎn)生彈性變形,并儲存了能量。當(dāng)作用力超過靜摩擦力時(shí),彈性變形恢復(fù),使工作臺突然向前運(yùn)動。這時(shí)由靜摩擦力變?yōu)閯幽Σ亮Γ鋽?shù)值就明顯減小,使工作臺產(chǎn)生加速運(yùn)動。由于工作臺的慣性,使它沖過了平衡點(diǎn)而使T-作臺偏離了給定的位置。由圖2 - 7b,圖1)4一7c可見,由于滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌的靜摩擦力較小,而且很接近于動摩擦力,加上潤滑油的作用,使它們的摩擦力隨著速度的提高而增大,這就有效地避免了人們十分關(guān)心的所謂“低速爬行”。從而提高了定位精度和運(yùn)動平穩(wěn)性。因此精工銑床普遍采用滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軟。
滾動導(dǎo)軌塊是近三十年來發(fā)展起來的新型支承元件。由標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌塊構(gòu)成的滾動導(dǎo)軌具有效率高、靈敏性好、壽命長、潤滑簡單及裝拆方便等優(yōu)點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于精工機(jī)床及其他機(jī)械。
由于滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌降低了摩擦力,相應(yīng)地減小了進(jìn)給系統(tǒng)所需要的驅(qū)動扭矩,因此可以使用較小功率的驅(qū)動電動機(jī)。在輪廓控制系統(tǒng)中,由于減小了電動機(jī)尺寸和慣性矩,這就顯著地改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性。
在點(diǎn)位直線或輪廓控制的精工機(jī)床上加工零件時(shí),它經(jīng)常受到變化的切削力,如果傳動裝置有間隙或剛性不足,則過小的摩擦阻力反而是有害的,因?yàn)樗鼘a(chǎn)生振動。針對這一情況,除了提高傳動剛度之外,還可以采用滑動一滾動混合導(dǎo)軌,以改善系統(tǒng)的阻尼特性。
除了滾動導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌以外,近二十多年來廣泛采用了由聚四氟乙烯制成的貼塑導(dǎo)軌,它具有更為良好的摩擦特性、耐磨性和吸振作用。
在進(jìn)給系統(tǒng)中用滾珠絲杠代替滑動絲杠也可以收到同樣的效果,目前精工機(jī)床幾乎無例外地采用了滾珠絲杠傳動。
精工銑床(尤其是開環(huán)系統(tǒng)的精工機(jī)床)的加工精度在很大程度上取決于進(jìn)給傳動鏈的精度。除了減少傳動齒輪和滾珠絲杠的加工誤差之外,另一個(gè)重要措施是采用無間隙傳動副,用同步帶傳動代替齒輪已成為一種趨勢。對于滾珠絲杠螺距的累積誤差,通常采用脈沖補(bǔ)償裝置進(jìn)行螺距精度補(bǔ)償。
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