浅谈普通车床进给传动系统数控改造

摘要：普通车床进给传动系统的数控化改造，是整个普通车床数控化改造的重要组成部分，它影响着改造后数控车床加工工件的质量，同时也决定数控车床改造成败的关键，所以普通车床进给传动系统 数控化改造的过程、步骤及方法至关重要。

关键词：普通车床 进给传动系统 数控化 改造 方法 步骤

中图分类号：G718 文献标识码： C文章编号：1672-1578（2011)09-0186-02

普通车床进给传动系统数控化改造：是指在普通车床进行数控化改造的过程中，对原車床进给传动系统的结构进行必要的改进，使之达到符合数控车床进给传动系统的精度要求、以保证普通车床数控化改造目标的实现。对已使用过的普通车床，就改造中进给传动部分数控化改造过程如下：

1前期准备工作

1.1普通车床原精度的评价

已使用了几年的车床，不管是主轴箱，还是溜板箱等原有精度较差，特别是车床导轨与大、中溜板的几何精度和形位精度都已超出规定标准精度，要改造成数控车床就要对其传动系统进行拆卸，对所需零件进行检测，确定维修方案。

1.2确定保留的机械部分

普通车床进行数控化改造，普车与数车进给运动路线不同，对普车原有的挂轮箱，走刀箱、溜板箱等机械传动部分进行拆除，只要保留大溜板和中溜板即可。

1.3拟定修理恢复精度方案

已经使用过的普车，静态和动态精度可能达不到规定的标准要求，当改成数控车床时就要对它进行精度恢复，如对导轨进行热处理和磨加工及刮削加工，或贴塑等。

1.4数控系统的选择

目前，我国使用率最高的数控系统有日本的法那科系统；德国的西门子系统和国产各系统，根据社会调研和我校教学要求，我校选择了德国西门子802S系统对普车进行数控改造。

1.5进给电机的选择

西门子802S系统的驱动装置与之匹配的是步进电机，由于该数控系统付出的进给指令为脉冲，经驱动控制电路和功率放大后，使步进电机通过齿轮副或同步带轮或联轴器与滚珠丝杠副驱动执行部件转动。

1.6传动副的选择

在滚珠丝杠传动副中，滚珠与丝杠、螺母等部件之间基本上是滚动摩擦、传动副主要部件都经过热 处理，且间隙可调到较小，所以精度高、磨损小、寿命长；具有摩擦力小、效率高、其传动效率可在90%以上；因此选择滚珠丝杠，可满足较高精度零件加工要求。

2进给传动系统的改造和实施步骤

2.1普车精度恢复后的全面保养

普通车床经过大修后对不需要的机械传动部分进行拆除，对需保留部分如大、中溜板进行清洗，通过分析比较我们选择滚珠丝杠传动副。

2.2滚珠丝杠的安装

2.2.1滚珠丝杠安装形式的确定

数控车床加工件的精度，除数控系统和车床零、部件本身的制造质量外，还取决于进给传动系统本 身的安装和调试精度，普通数控车床滚珠杠的安装形式有以下三种。

第一种形式：一端固定，另一端浮动，此种安装形式，适用于滚珠丝杠长度不长，启动力矩和运动力矩不是很大情况，当滚珠丝杠受热时能自动伸长，精度与另两种安装形式相比稍低。

第二种形式：一端固定，另一端拉伸，此种安装形式适用于滚珠丝杠长度中等，特别适用于中等精度的数控车床。

第三种形式：两端都采用拉伸安装的滚珠丝杠，主要适用于较长丝杠和高精密型数控车床。

通过分析与比较，第三种滚珠丝杠的安装形式精度高、价格贵，对装配技能要求较高，对于中等精度的数控车床，滚珠丝杠安装方法宜采用第二种安装方法，所以选择一端固定一端拉伸的装配形式安装 滚珠丝杠。

2.2.2滚珠丝杠的选择

对C6136普通车床改造，纵、横向的切削力不是很大，所以滚珠丝杠的生产厂家选择国内中等以上规 模的专业生产制造商。

2.2.3滚珠丝杠的安装

①保证滚珠丝杠旋转轴件对称导轨中心线在垂直面上的平行度。要保证两线平行，可用一直线度较高的圆柱芯轴放在滚珠丝杠两端支撑座孔中，确保较小间隙配合，用一磁性表座及百分表吸在大溜板测量被测芯轴与车床导轨的平行度不大于0.02mm。

②保证滚珠丝杠旋转轴线对导轨中心线在水平面上的平行度方法基本同上，只是在水平内测量和上、下高整滚珠丝杠两端支承座，当符合要求时，即把两端支撑座用螺钉固定在导轨的一侧平面上，再用圆柱销或圆锥销定位即可，然后卸下圆柱芯轴换成滚珠丝杠。

③在安装滚珠丝杠时还应考虑它的润滑设计，一般可用手动或自动管路润滑润滑。

2.3电机轴颈与滚珠丝杠轴颈联接的选择与安装

进给驱动电机与滚珠丝杠的联接方式有齿轮副、同步带轮、联轴器等，我们数控改造的车床原走刀箱部分空间位置较小，适宜选择联轴器联接。

联轴器的种类很多。套筒联轴器，结构简单、制造成本低，有一定的过载能力，并且轴销起安全保险作用。综合分析我们选择套筒联轴器。

联轴器的安装。当滚珠丝杠安装完成后，这时先把联轴器与电机选择过度配合装好，再与滚珠丝杠装配，把电机与机床本体安装固定后，最后配钻铰联轴器两端锥销，注意电机、联轴器与滚珠丝杠轴线同轴，X方向滚珠丝杠安装原理与步骤基本同上。

3数控系统参数设定与调试

3.1丝杠螺距的设定和运动轴参数的设定

西门子802S数控车床系统参数（14510）可设定Z向、X向螺距参数。

3.2丝杠正、反向间隙的设定

数控车床进给驱动系统安装调试完毕后，即便新的滚珠丝

杠，也存在着正、反向间隙，这时用磁性表座 与百分表对Z向、X向分别测量正、反向间隙，具体方法是，Z向间隙测量，把百分表轻触刀架，百分表校零，选择手动增量10INC连续10次点动Z＋或Z－，观察百分表校堆放移动数值是多少，再反几点动Z＋或Z－观察百分表移动数值是多少，多做几次取平均值，如果理论设定移动0.10mm，而实际移动0.08mm则正、反向间隙为0.02mm再除以10次，即每次误差0.002mm，这时修改口令为EVENING，打开参数（32450）在 Z轴参数上输入0.002按输入健确认，再重复上次测量，只至误差值较小最后关闭西门子制造商口令，进行数据存储，再设用户口令CUSTOMER即可，X正、反向间隙调整方法基本与Z向调整相同。

3.3试加工件的切削性能及精度验收

试件切削性能的验收：主要对进给传动系统相关量的验收，比如，切削载荷、运动平稳性；精度的验收：主要根据车削加工件的编程值与实测值的差距；试件表面质量高低等参照国家数车验收标准，适当减少检测项次及精度标准，评定普车进给传动系统数控改造的实际效果。

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