数控机床的机械装置故障诊断与排除5进给传动系统故障诊断课件

1、5.2 数控机床的机械装置故障诊断与排除5.2.3 进给传动系统故障诊断及排除 学习目标知识目标1.了解滚珠丝杠螺母副的作用及分类； 2.数控机床的导轨副的分类及特点； 3.掌握滚珠丝杠副故障诊断及排除方法； 4.掌握导轨副常见故障诊断及其排除法方法；技能目标掌握进给传动系统常见故障诊断及排除。情感目标养成善于观察、独立思考的良好习惯。重点与难点学习重点：进给传动系统常见故障诊 断及排除。学习难点：进给传动系统常见故障诊 断及排除。引入策略 数控系统所发出的控制指令，是通过进给驱动系统来驱动机械执行部件，最终实现机床精确的进给运动的。数控机床的进给驱动系统是一种位置随动与定位系统，它的作用是快

2、速、准确地执行由数控系统发出的运动命令，精确地控制机床进给传动链的坐标运动。它的性能决定了数控机床的许多性能，如最高移动速度、轮廓跟随精度、定位精度等。 教学内容 一、数控机床进给传动系统 数控机床的进给传动系统是伺服系统的重要组成部分，它将伺服电动机的旋转运动或直线伺服电动机的直线运动通过机械颤动结构转化为执行部件的直线或回转运动。目前，数控机床进给系统中机械传动装置常用的有如下几种：滚珠丝杆螺母副，静压蜗杆涡轮副，预加载双齿轮齿条副及直线电动机。二、滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠螺母副是回转运动与直线运动相互转换的传动装置，它的结构特点是在具有螺旋槽的丝杠螺母问装有滚珠作为中问传动元件，以减少摩

3、擦。 1.滚珠丝杠的结构组成 图5-7所示为滚珠丝杠螺母副的结构原理图。它主要由反向器1、螺母2、丝杠3、滚珠4和内外管道等四部分组成。在丝杠3和螺母2上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在一起时便形成了滚珠的内滚道。螺母2上还有外滚道a，将几圈螺旋滚道的两端连接起来，构成封闭的循环滚道。当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既自转又沿滚道循环转动，因而迫使螺母(或丝杠)轴向移动。 2.滚珠丝杠的循环方式 当丝杠回转时，为保持丝杠螺母的连续工作，滚珠通过螺母上的返回装置-滚珠回路管道完成循环。按照滚珠的循环方式，滚珠丝杠螺母副可分为内循环方式和外循环方式两种。 （1）内循环方式，是指在循环过程中滚珠始终保持

4、和丝杠接触的方式，如图5-8所示。它是在螺母上开有侧孔，孔中装有接通相邻滚道的反向器使滚珠翻越丝杠齿顶而进入相邻滚道，完成内循环运动。其特点是螺母结构紧凑，定位可靠，刚性好，不易磨损，返回滚道短，不易产生滚珠堵塞，摩擦损失小。缺点是结构复杂、制造较困难。 （2）外循环方式，是指在循环过程中滚珠与丝杠脱离接触的方式，如图59所示，它与内循环的区别在于滚珠返回的方式不同，外循环滚珠经外滚道完成循环运动。其特点是制造工艺简单，应用广泛；螺母径向尺寸较大；但因用弯管端部作挡珠器，故刚性差、易磨损。目噪声较大。三、数控机床的导轨副 数控机床机床上常用的导轨，按其接触面间的摩擦性质的不同，可分为滑动导轨、

5、滚动导轨和液压静压导轨三种。 1.滑动导轨 塑料滑动导轨具有摩擦因数小，且动、静摩擦因数差值小；减振性好，具有良好的阻尼性；耐磨性好，有自润滑作用；结构简单、维修方便、成本低等特点，如图5-10滑动导轨的结构图。 2.滚动导轨 滚动导轨的摩擦因数小，动、静摩擦因数差值小。其启动阻力小，能微量准确移动，低速运动平稳，无爬行，因而运动灵活，定位精度高。通过预紧可以提高刚度和抗振性，承受较大的冲击和振动，且寿命长，是适合数控机床进给系统应用的比较理想的导轨元件，如图5-11所示。 3.液压静压导轨 液压静压导轨是将具有一定压力的油液，经节流器输送到导轨面上的油腔中，形成承载油膜，将相互接触的导轨表面

6、隔开，实现液体摩擦。这种导轨的摩擦因数小，机械效率高，能长期保持导轨的导向精度；承载油膜有良好的吸振性，低速时不易产生爬行。按承载方式的不同，液压静压导轨可分为开式和闭式两种，数控机床上常用闭式静压导轨，如图5-12所示。 四、进给传动系统故障诊断与排除 1.滚珠丝杠副故障诊断及排除方法见表5-3。2.导轨副常见故障诊断及其排除法方法见表5-4 案例分析机床定位精度不合格的故障维修 故障现象：某加工中心运行时，工作台Y轴方向位移接近行程终端过程中丝杠反向间隙明显增大，机床定位精度不合格。 分析及处理过程：故障部位明显在X轴伺服电动机与丝杠传动链一侧；拆卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器，用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查，发现工作台X轴方向位移接近行程终端时，感觉到阻力明显增加。拆下工作台检查，发现Y轴导轨平行度严重超差，故而引起机械转动过程中阻力明显增加，滚珠丝杠弹性变形，反向间隙增大，机床定位精差。学习评测判断题1、导轨镶条与导轨间隙为0.05mm。（ ）2、导轨直线度超差有可能引起加工面