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應用案例

數控機床

數控機床

導軌和滾珠絲杠在精密數控機床上都有應用,數控機床需要安裝有精密、耐用的主軸,而且應配有功能強大和操作靈活的控制器來控制復雜的程序。直線運動元件選用正確才能達到如此高的精度。

在典型的機床上,滾珠絲杠(通過一鋼制圓盤式聯軸節與固定的電機連接)旋轉,螺母順軸向下運動。當絲杠轉動時,螺母在軸上向前或向后運動,而滾珠無論如何必須在螺母內(在軸螺紋與螺母螺紋之間)循環運行。

滾珠在螺母內循環運行時,其外部通過一滾珠回路管道、或內部通過滾珠偏轉器,將滾珠導入螺紋滾道。滾珠回路管道的設計比較簡單、直徑較大、易于生產,一般價格較便宜。帶有滾珠偏轉器的螺母,結構比較緊湊,運行較平穩、順暢,運行速度較高。

在這兩種情況下,(軸向)負荷均由滾珠承受。一般來說,這些零件首先受材料疲勞強度影響而磨損。滾珠絲杠的設計不能承受很大的側向或徑向負荷(這些負荷應該由導軌承受),因為一般來說,導軌在任何方向上都能承受相等的負荷。

按照定義,螺紋節距是指一個螺紋與相鄰螺紋之間的距離,而絲杠螺距則是指絲杠旋轉一周后螺母向前運動的距離。對于單一的起動螺紋而言,節距等于螺距。較低的節距(例如:5、6 mm或8 mm)在保持效率、負荷能力、速度、旋轉和電機扭矩方面具有很好的綜合性能。要提高各軸的速度,第一步通常是提高節距,其前提是假定電機有足夠的扭矩防止機械優越性強度的降低,以及編碼器要有足夠的分辨率。較高的節距(例如:10、15 mm和20 mm)現在使用較普遍,因為速度的要求提高了,而且電機、放大器和編碼器技術更先進了。對于大型龍門機床而言,其絲杠采用了極大的螺距(40 mm和50 mm),因此速度甚至可以達到更高。因為與VMC或HMC機床相比,其負荷要輕得多,沒有必要利用較小螺距的機械優越性。

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