进给机构Feed way

进给机构Feed way

进给机构，在机械加工、自动化生产等领域有着广泛的应用。以下是几种常见的 进给机构Feed way 机构：

一、滚珠丝杠进给机构

1. 工作原理
   • 电动机通过联轴器将动力传递给滚珠丝杠，使滚珠丝杠旋转。由于滚珠丝杠的螺纹与螺母之间有滚珠循环，当丝杠转动时，螺母会沿着丝杠的轴线方向直线移动。
   • 与螺母相连的工作台或执行部件随之产生直线进给运动，从而实现刀具或工件的精确位置调整。
2. 优点
   • 高精度：滚珠丝杠的摩擦系数小，能够实现较高的定位精度和重复定位精度，可达到微米级甚至更高。在精密加工中心、数控机床等对加工精度要求极高的设备中广泛应用，能有效保证加工零件的尺寸精度和表面质量。
   • 高效率：滚动摩擦使得进给过程中的能量损失小，传动效率高。能够快速响应进给指令，提高加工效率。例如在高速铣床中，滚珠丝杠进给机构可以实现快速的刀具进给速度，缩短加工时间。
   • 同步性能好：如果采用多根滚珠丝杠同步驱动的方式，可以保证多个工作台或部件的同步进给运动，这对于大型机床的双工作台或多工位加工非常重要，能够保证加工件的一致性。
3. 缺点
   • 承载能力相对有限：相比于一些大导程的滑动丝杠或其他进给方式，滚珠丝杠在承受大载荷时可能会因滚珠和螺纹牙的变形而影响精度和寿命。在重载切削加工中，可能需要对滚珠丝杠进行特殊的强化设计或选择更大规格的产品。
   • 对环境要求高：滚珠丝杠内部的滚珠和螺纹需要保持良好的清洁和润滑状态。灰尘、杂质等进入滚珠丝杠内部会加剧磨损，影响其性能和寿命。因此，在一些多尘、潮湿或有腐蚀性气体的工作环境中，需要采取有效的防护措施。
   • 高速时存在局限性：在高速运转情况下，滚珠可能会因离心力而与滚道脱离接触，导致进给不稳定，甚至出现故障。所以在某些高速进给要求的场合，需要对滚珠丝杠的结构参数进行优化或采用其他更适合的进给方式。

二、滑动丝杠进给机构

1. 工作原理
   • 由电动机通过皮带轮、齿轮等传动装置将动力传给丝杠，使丝杠旋转。由于丝杠与螺母之间是滑动摩擦，当丝杠转动时，螺母会沿着丝杠的轴线方向产生直线位移，从而带动工作台或刀具实现进给运动。
2. 优点
   • 结构简单、成本较低：滑动丝杠进给机构的构成相对简单，制造工艺成熟，成本也相对较低。在一些对进给精度要求不高、负载较小的普通机床或简易机械设备中应用广泛。
   • 承载能力强：滑动丝杠的螺纹强度高，能够承受较大的轴向载荷。在一些重型机械加工场合，如大型铣床、刨床等的进给机构中，滑动丝杠可以满足大力矩切削时的进给要求。
   • 适应恶劣环境能力强：相比滚珠丝杠，滑动丝杠对工作环境的要求相对较低。它可以在一定程度上容忍灰尘、杂质等的存在，在多尘、高温等恶劣环境下仍能正常工作。
3. 缺点
   • 精度低：由于滑动丝杠与螺母之间存在较大的滑动摩擦，摩擦力不均匀，导致进给过程中容易出现爬行现象，即工作台或刀具在进给时会出现间歇性的停顿和跳动，影响加工精度。
   • 磨损快：长期使用后，丝杠和螺母的滑动摩擦会导致螺纹磨损严重，进而影响进给精度和稳定性。需要定期更换丝杠或对丝杠进行修复，增加了维护成本。
   • 能量损耗大：滑动摩擦系数大，在进给过程中消耗的能量较多，传动效率低。这不仅浪费能源，还会产生较多的热量，可能导致丝杠和螺母过热，影响其使用寿命。

三、静压丝杠进给机构

1. 工作原理
   • 利用静压油的压力在丝杠和螺母之间形成一层油膜，使它们相互隔开。当电动机驱动丝杠旋转时，油膜起到润滑和支撑作用，螺母在油膜的作用下沿着丝杠的轴线方向直线移动，实现进给运动。
2. 优点
   • 高精度：由于油膜的存在，静压丝杠进给机构的摩擦系数极小且均匀，几乎不存在爬行现象，能够实现极高的进给精度和重复定位精度。在超精密加工设备中，如高精度磨床、光学加工设备等，静压丝杠进给机构能够满足纳米级的加工精度要求。
   • 高刚度：油膜具有较高的压力，可以承受较大的轴向载荷而不会发生变形。这使得静压丝杠进给机构在重载工作条件下仍能保持较好的刚度，适用于大型、重型机床的高精度加工。
   • 耐磨性好：油膜能够有效防止丝杠和螺母之间的直接接触，减少了磨损。即使在高速、高负荷的工作条件下，静压丝杠的使用寿命也相对较长，降低了设备的维护成本。
3. 缺点
   • 结构复杂：静压丝杠进给机构需要一套完整的静压供油系统，包括油泵、油管、油箱、过滤器等多个部件。这使得整个机构的结构复杂，安装和维护难度较大。
   • 成本高：由于其结构复杂，对油液的清洁度、温度等要求较高，以及需要高精度的制造工艺来保证油膜的形成和稳定性，静压丝杠进给机构的制造成本较高。
   • 对环境要求严格：为保证静压油的性能和油膜的稳定性，对工作环境的温度、湿度、灰尘等条件都有严格的要求。需要配备专门的恒温、恒湿和空气净化装置，增加了设备的运行成本和使用限制。