| cyqdesign | 2008-05-14 16:34 |
零傳動數(shù)控滾齒機的精度分析表1數(shù)控機床各誤差源對加工精度的影響程度  1.滾齒機機床誤差 滾齒機是傳動關(guān)系最為復雜的機床之一。傳統(tǒng)滾齒機通過內(nèi)、外聯(lián)傳動鏈實現(xiàn)滾削加工, 傳動鏈冗長, 這樣不但影響加工精度, 還影響精度的保持性。零傳動滾齒機采用電主軸形式實現(xiàn)電機與滾刀、電機與工作臺的直聯(lián), 機床其它各進給軸則采用電機- 聯(lián)軸器- 滾珠絲杠副的形式實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動向直線運動的轉(zhuǎn)換, 這樣就很大程度地縮短了機床傳動鏈, 甚至可以取消加工斜齒時所必需的差動傳動鏈, 最大限度地壓縮冗長傳動鏈對加工精度的影響程度。此外, 由于零傳動滾齒機結(jié)構(gòu)簡單, 各軸均由數(shù)控系統(tǒng)控制, 較之傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)則更容易實現(xiàn)各軸之間的聯(lián)動, 從而提高機床的加工精度。零傳動滾齒機雖然消除了傳統(tǒng)機床中的一些誤差源, 但它采用的新的結(jié)構(gòu)形式也會為加工精度帶來新的影響, 本文將從主軸系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三方面入手, 分析零傳動機床結(jié)構(gòu)對機床精度的影響。 1.1 主軸系統(tǒng) 主軸系統(tǒng)是滾齒機的核心, 它在很大程度上影響著齒輪的加工精度。主軸部件的精度主要體現(xiàn)在主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度的提高, 而回轉(zhuǎn)精度與剛度又決定于主軸的形式及裝配形式。零傳動滾齒機的滾刀主軸和工件主軸均采用電主軸形式。由于電主軸內(nèi)部為雙支承支撐結(jié)構(gòu), 選用高剛度軸承支承可以提高電主軸剛度特性, 減小其彈性變形、回轉(zhuǎn)誤差和徑向誤差等, 從而保證電主軸的動靜態(tài)特性。為了進一步提高電主軸精度, 對主軸支承軸承系統(tǒng)施加適當?shù)念A緊力, 這樣不僅消除軸承內(nèi)部的游隙, 還能使?jié)L動體產(chǎn)生一定量的彈性變形, 從而增加滾動體的接觸面積,提高軸承的回轉(zhuǎn)精度, 達到提高主軸精度的目的。除了支承軸承的影響以外, 另一個影響電主軸精度的重要因素就是電主軸的散熱問題。電主軸工作狀態(tài)下,電機的定子和轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生大量的熱量, 并將傳遞到主軸上, 這些熱量不僅會影響主軸本身精度, 更重要的是, 它會引起主軸軸承的熱變形, 從而影響電主軸的熱特性。為了消除熱變形的影響, 電主軸中設(shè)計有循環(huán)冷卻系統(tǒng), 它可以帶走電機產(chǎn)生的大部分熱量以減少主軸及其支承的熱變形。 零傳動滾齒機主軸的設(shè)計中, 電機的選取對機床加工精度的影響至關(guān)重要。在傳統(tǒng)滾齒機, 電機通過主運動傳動鏈將運動傳遞給滾刀, 并通過范成運動傳動鏈分配滾刀和工件軸的運動以滿足它們之間嚴格的傳動比關(guān)系。運動傳遞中的大傳動比的精密傳動副可以減小滾齒機傳動誤差, 這點對滾齒機的工作臺的影響最為明顯。雖然零傳動滾齒機可以大大提高滾刀主軸的轉(zhuǎn)速, 但基于滾齒基本原理, 工作臺的速度仍然很低。在零傳動驅(qū)動的情況下, 電機誤差對工作臺的影響不可能通過減速傳動機構(gòu)減小, 因此對工作臺電機轉(zhuǎn)矩特性要求很高, 不但能做大承載力的可控回轉(zhuǎn), 還能提供高分辨率的精密低速運動。另外, 零傳動驅(qū)動對電機的穩(wěn)定性要求也很高。結(jié)合電機的機械特性、矩頻特性、負載要求、調(diào)速要求等, 主軸電機一般選用效率高, 且高低速特性較好的交流同步電機。滾齒是斷續(xù)切削加工過程, 由于零傳動滾齒機可提供較高的滾刀轉(zhuǎn)速, 這就帶來較高切削振動頻率,為避免共振對齒輪加工的不良影響, 要求電主軸具有較高的固有頻率以遠離激振區(qū), 由此, 對電機的固有頻率的要求也相應(yīng)提高。 1.2 滾齒機進給系統(tǒng) | |