C6132普通车床数控化改造

摘 要数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能有效提高产品的加工数量与生产质量，大幅度提高生产效率。但从目前看来，数控机床价格昂贵，很多企业难以一次性投资大量购买，于是，普通机床的数控化改造成为了研究热点。本文对 C6132 普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。关 键 词 : C6132 普通车床; 数控化改造; 步进电机; 经济型数控系统 ABSTRACTCNC machine tool as a typical mechatronic products, play an important role in the mechanical manufacturing industry, a good solution to the problem of machining complex structure of modern machinery manufacturing, precision, small batch, changeable parts, and can effectively improve the processing quantity and the quality of the products, the production efficiency is greatly improved. But from look at present, NC machine tools is expensive, many enterprises to buy large one-time investment, therefore, CNC transformation of general machine tools has become a research focus.This paper makes a deep research on the numerical control transformation of C6132 common lathe, including feasibility analysis, calculation, the key part of the machine parameters design, the machine structure of machine tool transformation scheme optimization selection, machine tool servo system and computer system for machine tools, and should pay attention to in the transformation of matters such as discussed in detail.Keywords:Lathe C6132; Numerical control transformation; Stepping motors; CNC system目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪论 .11.1 数控技术与数控机床 .11.2 机床数控化改造的兴起及意义 .11.2.1 国外机床改造业的兴起 .11.2.2 我国机床数控化改造的意义 .21.3 本文所研究的主要内容 .31.4 本章小结 .42 车床总体改造方案设计 .52.1 总体方案设计 .52.2 主传动系统的改造 .52.2.1 主轴无级变速的实现 .52.2.2 主轴脉冲编码器的安装 .72.3 横向进给传动系统的改造 .82.3.1 横向传动系统的改造 .82.3.2 齿轮传动间隙的消除 .82.4 导轨的改造 .92.5 刀架部分的改造 .102.6 数控系统的类型及选择 .122.6.1 数控系统的分类 .122.6.2 数控系统的选择 .142.7 计算机系统的选择 .152.8 本章小结 .163 C6132 车床数控化改造机械部分改造设计与计算 .173.1 纵向进给系统的设计计算 .173.1.1 切削力计算 .173.1.2 滚珠丝杠设计计算 .183.1.3 同步带减速箱设计 .203.1.4 步进电动机的选择 .233.2 横向进给系统的计算 .253.3 车床改造的机械结构特点 .263.3.1 纵向滚珠丝杠 .263.3.2 横向滚珠丝杠 .263.3.3 滚珠丝杠螺母副的设计、计算和选型 .263.3.4 导轨副 .273.3.5 主轴脉冲发生器 .273.3.6 安装电动卡盘 .273.4 安装 .283.5 本章小结 .284 电气控制部分设计 .294.1 硬件电路设计 .294.2 单片机数控系统硬件电路设计内容 .294.3 MCS-51 系列单片机简介 .334.4 存储器扩展电路设计 .334.4.1 地址锁存器选用 .334.4.2 外部程序存储器选择 .334.4.3 内部程序存储器选择 .334.4.4 外部 I/O 接口电路的扩展 .344.4.5 键盘接口电路的设计 .344.5 译码电路设计 .364.6 其他辅助电路设计 .364.7 步进电机的控制 .374.7.1 步进电机的工作原理 .374.7.2 步进电机的控制 .374.7.3 步进电机接口及驱动电路 .384.8 C6132 普通车床微机数控化改装硬件设计说明 .404.9 控制软件设计 .404.9.1 总体方案设计 .404.9.2 环形分配器软件设计 .414.9.3 逐点比较法的直线插补软件设计 .424.9.4 逐点比较法的圆弧插补软件设计 .424.9.5 步进电机自动升降速控制 .424.10 本章小结 .47结 论 .48致 谢 .49参考文献 .501 绪论1.1 数控技术与数控机床 数 控 技 术 ， 简 称 数 控 (Numerical CorltrolNC)， 是 利 用 数 字 化信 息 对 机 械 运 动 及 加 工 过 程 进 行 控 制 的 一 种 方 法 。 由 于 现 代 数 控 都 采 用 了计 算 机 进 行 控 制 ， 因 此 ， 也 可 以 称 为 计 算 机 数 控 (Computer Numerical ControlCNC)。 采 用 了 数 控 技 术 进 行 控 制 的 机 床 ， 或 者 说 装 备 了 数 控 系 统 的 机 床 称 为数 控 机 床 。 它 是 一 种 综 合 应 用 了 计 算 机 技 术 、 自 动 控 制 技 术 、 精 密 测 量 技术 和 机 床 设 计 等 先 进 技 术 的 典 型 机 电 一 体 化 产 品 ， 是 现 代 制 造 技 术 的 基 础 ，它 很 好 地 解 决 了 形 状 结 构 复 杂 、 精 度 要 求 高 及 小 批 量 零 件 的 加 工 问 题 且 能稳 定 产 品 的 加 工 质 量 ， 降 低 工 人 劳 动 强 度 ， 大 幅 度 提 高 生 产 效 率 。 机 床 控制 也 是 数 控 技 术 应 用 最 早 、 最 广 泛 的 领 域 ， 因 此 ， 数 控 机 床 的 水 平 代 表 了当 前 数 控 技 术 的 发 展 水 平 和 方 向 。 与 普 通 机 床 相 比 ， 数 控 机 床 能 够 自 动 换刀 、 自 动 变 更 切 削 参 数 ， 完 成 平 面 、 回 旋 面 、 平 面 曲 线 的 加 工 ， 加 工 精 度和 生 产 效 率 都 比 较 高 ， 因 而 应 用 日 益 广 泛 。 1.2 机床数控化改造的兴起及意义 1.2.1 国外机床改造业的兴起 在 美 国 、 日 本 和 德 国 等 发 达 国 家 ， 他 们 的 机 床 改 造 业 作 为 新 的 经 济 增长 行 业 ， 生 气 盎 然 ， 正 处 在 黄 金 时 期 。 由 于 机 床 以 及 数 控 技 术 的 不 断 进 步 ，机 床 改 造 成 了 一 个 “永 恒 的 课 题 。 在 美 国 、 日 本 、 德 国 ， 用 数 控 技 术 改造 机 床 和 生 产 线 具 有 广 阔 的 市 场 ， 这 已 形 成 了 机 床 和 生 产 线 数 控 改 造 的 新的 行 业 。 在 美 国 ,机 床 改 造 业 称 为 机 床 再 生 (Remanufacturing)业 。 从事 再 生 业 的 著 名 公 司 有 ： Bertsche 工 程 公 司 、 ayton 机 床 公 司 、DeVliegBuUavd(得 宝 )服 务 集 团 、 US 设 备 公 司 等 。 美 国 得 宝 公 司 已 在中 国 开 办 公 司 。 在 日 本 ， 机 床 改 造 业 称 为 机 床 改 装 (Retrofitting)业 。从 事 改 装 业 的 著 名 公 司 有 ： 大 限 工 程 集 团 、 岗 三 机 械 公 司 、 千 代 田 工 机 械公 司 、 野 崎 工 程 公 司 、 滨 田 工 程 公 司 、 山 本 工 程 公 司 等 。 1.2.2 我国机床数控化改造的意义我 国 目 前 机 床 总 量 约 400 万 台 ， 其 中 数 控 机 床 总 数 只 有 20 万 台 ，即 我 国 机 床 数 控 化 率 仅 为 5 左 右 ， 而 国 外 发 达 国 家 的 机 床 数 控 化 率 ，多 年 前 就 达 到 20 以 上 。 我 国 机 床 役 龄 10 年 以 上 的 占 60 以 上 ；役 龄 10 年 以 下 的 机 床 中 ， 自 动 /半 自 动 机 床 不 到 20 ， FMC/FMS 等自 动 化 生 产 线 更 屈 指 可 数 (美 国 和 日 本 自 动 和 半 自 动 机 床 占 60 以 上 )。 可 见 我 们 的 大 多 数 制 造 行 业 和 企 业 的 生 产 、 加 工 装 备 绝 大 多 数 是 传 统 的机 床 ， 而 且 半 数 以 上 是 役 龄 在 10 年 以 上 的 旧 机 床 。 用 这 种 装 备 加 工 出来 的 产 品 普 遍 存 在 质 量 差 、 品 种 少 、 档 次 低 、 成 本 高 、 供 货 期 长 等 现 象 ，从 而 在 国 际 、 国 内 市 场 上 缺 乏 竞 争 力 ， 直 接 影 响 一 个 企 业 的 产 品 、 市 场 、效 益 ， 影 响 企 业 的 生 存 和 发 展 ， 所 以 必 须 大 力 提 高 机 床 的 数 控 化 率 。 目 前 各 企 业 都 有 大 量 的 普 通 机 床 ， 完 全 用 数 控 机 床 来 替 换 根 本 不 现 实 ，而 且 替 换 下 来 的 旧 机 床 闲 置 起 来 又 会 造 成 浪 费 ， 要 解 决 这 些 问 题 ， 应 走 普通 机 床 的 数 控 化 改 造 之 路 。 从 美 国 、 日 本 等 国 家 工 业 现 代 化 进 程 看 ， 机 床的 数 控 化 改 造 也 必 不 可 少 ， 数 控 改 造 机 床 占 有 较 大 比 例 。 如 日 本 的 大 企 业中 有 26 的 机 床 经 过 数 控 改 造 ， 中 小 型 企 业 则 是 74 ， 在 美 国 有 许多 数 控 专 业 化 公 司 ， 为 世 界 各 地 提 供 机 床 数 控 化 改 造 服 务 。 因 此 ， 普 通 机床 的 数 控 化 改 造 不 但 有 存 在 的 必 要 ， 而 且 大 有 可 为 ， 尤 其 对 一 些 中 小 型 企业 更 是 如 此 。 利 用 现 有 闲 置 的 旧 机 床 ， 通 过 数 控 化 改 造 ， 使 其 成 为 一 台 高 效 、 多 功能 的 数 控 机 床 ， 投 资 少 、 见 效 快 ， 是 一 种 盘 活 存 量 资 产 的 有 效 方 法 ， 也 是低 成 本 实 现 自 动 化 的 有 效 方 法 ， 也 是 在 短 期 内 提 高 我 国 机 床 的 数 控 化 率 的一 条 有 效 途 径 。 另 外 对 普 通 机 床 进 行 数 控 化 改 造 有 许 多 积 极 的 意 义 : 1） 节 省 资 金 。 机 床 的 数 控 改 造 同 购 置 新 机 床 相 比 一 般 可 节 省60%左 右 的 费 用 ， 大 型 及 特 殊 设 备 尤 为 明 显 。 一 般 大 型 机 床 改 造 只 需 花 新机 床 购 置 费 的 1/3， 即 使 将 原 机 床 的 结 构 进 行 彻 底 改 造 升 级 也 只 需 花 费 购买 新 机 床 60%的 费 用 ， 并 可 以 利 用 现 有 地 基 。 2） 性 能 稳 定 可 靠 。 因 原 机 床 各 基 础 件 经 过 长 期 时 效 ， 几 乎 不 会 产 生 应力 变 形 而 影 响 精 度 。 3） 提 高 生 产 效 率 。 机 床 经 数 控 改 造 后 即 可 实 现 加 工 的 自 动 化 ， 效 率 可比 传 统 机 床 提 高 3 至 5 倍 。 对 复 杂 零 件 而 言 难 度 越 高 功 效 提 高 得 越 多 ，且 可 以 不 用 或 少 用 工 装 ， 不 仅 节 约 了 费 用 而 且 可 以 缩 短 生 产 准 备 周 期 。 4） 可 实 现 多 工 序 的 集 中 ， 提 高 了 相 关 的 加 工 精 度 ,同 时 减 少 了 零件 在 机 床 间 的 频 繁 运 转 。 5） 可 缩 短 新 产 品 试 制 周 期 和 生 产 周 期 ， 对 市 场 需 求 做 出 快 速 反 应 。 机床 数 控 化 还 是 推 行 FMC、 FMS 以 及 CIMS 等 企 业 信 息 化 改 造 的 基 础 。 6） 拥 有 自 动 报 警 、 自 动 监 控 、 自 动 补 偿 等 多 种 自 检 功 能 ， 更 好 的 调 节了 机 床 的 加 工 状 态 。 还 可 以 提 示 操 作 者 机 床 故 障 或 编 程 错 误 等 机 床 运 行 中出 现 的 问 题 。1.3 本文所研究的主要内容 1） 根 据 数 控 化 改 造 后 车 床 所 具 备 的 功 能 ， 制 订 了 车 床 总 体 改 造 方 案 ，并 绘 制 了 改 造 后 车 床 总 体 布 置 图 ； 2） 为 使 改 造 后 的 车 床 主 轴 能 够 实 现 无 级 变 速 、 正 转 、 反 转 以 及 停 止 等功 能 ， 本 次 改 造 采 用 了 变 频 器 驱 动 主 电 机 的 方 式 ， 本 文 对 主 轴 变 频 器 的 选用 做 了 相 应 的 说 明 ；3） 为 使 改 造 后 的 车 床 能 够 加 工 螺 纹 ， 改 造 时 ， 拆 除 原 来 的 挂 轮 架 部 分 ，在 机 床 轴 伸 出 端 安 装 主 轴 脉 冲 编 码 器 ， 本 文 对 脉 冲 编 码 器 的 安 装 方 法 作了 简 要 论 述 ； 4） 在 利 用 聚 四 氟 乙 烯 软 带 对 原 车 床 导 轨 贴 塑 的 工 作 中 ， 粘 接 工 艺 的 好坏 将 直 接 影 响 改 造 后 导 轨 的 性 能 。 本 文 对 粘 接 工 艺 的 控 制 作 了 简 要 论 述 ； 5） 在 电 气 改 造 方 面 ， 设 计 了 车 床 数 控 系 统 的 硬 件 电 路 图 ， 纵 、 横 向 步进 电 机 的 计 算 和 选 型 也 作 了 详 细 阐 述 ； 6） 在 机 械 改 造 方 面 ， 对 纵 横 向 伺 服 进 给 机 构 ， 特 别 是 滚 珠 丝 杠 螺 母 副作 了 详 细 设 计 研 究 ， 并 对 数 控 转 位 刀 架 的 安 装 和 选 用 作 了 介 绍 ； 7） 在 软 件 设 计 方 面 ， 对 MCS-51 单 片 机 做 了 简 要 的 介 绍 ， 并 在8031 单 片 机 的 基 础 上 编 制 了 相 应 的 程 序 。1.4 本章小结本 章 主 要 介 绍 了 国 内 外 数 控 技 术 和 数 控 机 床 ， 以 及 机 床 数 控 化 改 造 的兴 起 及 意 义 。 并 提 出 了 本 文 的 研 究 内 容 和 目 标 。2 车床总体改造方案设计 2.1 总体方案设计利 用 数 控 系 统 NIM-9702 对 C6132 型 卧 式 车 床 的 纵 ， 横 向 进 给 系 统进 行 开 环 控 制 。 纵 向 脉 冲 当 量 为 0.01mm/脉 冲 ， 驱 动 元 件 采 用 步 进 电动 机 。 改 造 后 的 机 床 能 完 成 一 般 车 削 及 加 工 任 意 面 、 球 面 、 螺 纹 等 加 工 工序 。 并 能 控 制 主 轴 开 停 变 速 、 刀 架 转 位 及 一 些 辅 助 功 能 ， 使 加 工 实 现 自 动化 。根 据 设 计 任 务 ， 系 统 应 采 用 轮 廓 控 制 形 式 。 控 制 系 统 硬 件 由 微 机 部 分 、键 盘 及 显 示 器 、 I/O 接 口 及 光 电 隔 电 路 、 步 进 电 动 机 功 率 放 大 电 路 等 组 成 。纵 向 采 用 步 进 电 动 机 同 步 带 滚 珠 丝 杠 螺 母 溜 板 的 传 动 方 式 。 横 向 采 用 步进 电 动 机 滚 珠 丝 杠 螺 母 溜 板 的 传 动 方 式 。 刀 架 更 换 为 四 刀 位 自 动 回 转 刀 架 。2.2 主传动系统的改造 2.2.1 主轴无级变速的实现 车 床 C6132 的 主 轴 变 速 为 手 动 、 有 级 变 速 。 考 虑 到 数 控 车 床 在 自 动 加的 过 程 中 负 载 切 削 力 随 时 会 发 生 变 化 ， 为 了 保 证 工 件 表 面 加 工 质 量 的 一 致性 、 提 高 工 件 加 工 质 量 ， 主 轴 要 能 实 现 恒 切 削 速 度 切 削 。 这 就 要 求 主 轴 能实 现 无 级 变 速 。 目 前 实 现 无 级 变 速 主 要 有 两 种 方 式 ， 其 一 是 采 用 变 频 器 驱动 电 机 的 方 式 ， 同 时 保 留 原 有 的 主 传 动 系 统 和 变 速 操 纵 机 构 ， 这 样 既 保 留了 车 床 的 原 有 功 能 ， 又 减 少 了 改 造 量 ； 其 二 是 用 双 速 或 者 是 四 速 电 动 机 替代 原 有 车 床 的 主 电 动 机 。 由 于 多 速 电 机 的 功 率 是 随 着 转 速 的 变 化 而 变 化 的 ，所 以 要 选 择 功 率 较 大 一 些 的 电 动 机 ， 随 之 电 动 机 的 尺 寸 也 变 大 了 ， 机 床 改造 相 对 较 麻 烦 ， 另 外 在 这 种 改 造 方 式 下 ， 主 传 动 系 统 也 要 拆 除 并 进 行 重 新设 计 ， 这 样 可 以 得 到 加 工 精 度 和 稳 定 性 更 高 的 车 床 ， 但 是 加 大 了 改 造 成 本 。考 虑 到 改 造 的 成 本 ， 我 决 定 采 用 第 一 种 方 式 ， 这 样 可 以 利 用 原 车 床 的三 相 异 步 电 动 机 。 即 由 数 控 系 统 控 制 变 频 器 ， 变 频 器 驱 动 异 步 电 动 机 实 现主 轴 无 级 变 速 。 交 流 异 步 电 动 机 的 转 速 与 电 源 频 率 ， 电 动 机 磁 极 对 数 nfp 以 及 转差 率 之 间 的 关 系 式 为 ：（2-1）SPfn160对 于 C6132， 电 动 机 磁 极 对 数 和 转 差 率 是 定 值 ， 因 此 利 用 变 频 器 改 变电 源 频 率 fn 即 可 改 变 电 动 机 的 转 速 。另 外 ， 变 频 器 能 方 便 地 与 数 控 系 统 连 接 ， 控 制 电 动 机 的 正 转 、 反 转 及停 止 。 变 频 器 的 控 制 方 式 主 要 有 U/f 恒 定 控 制 方 式 、 无 反 馈 矢 量 控 制 方 式和 有 反 馈 矢 量 控 制 方 式 。 数 控 车 床 除 了 在 车 削 毛 坯 时 ， 负 荷 大 小 有 较 大 变化 外 ， 以 后 的 车 削 过 程 中 ， 负 荷 的 变 化 通 常 是 很 小 的 。 因 此 ， 就 切 削 精 度而 言 ， 选 择 U/f 恒 定 控 制 方 式 是 能 够 满 足 要 求 的 。 但 在 低 速 切 削 时 ， 需 要预 置 较 大 的 U/f， 在 负 载 较 轻 的 情 况 下 ， 电 动 机 的 磁 路 常 处 于 饱 和 状 态 ，励 磁 电 流 较 大 。 因 此 ， 从 节 能 的 角 度 看 ， 并 不 理 想 。 数 控 车 床 属 于 高 精 度 、快 响 应 的 恒 功 率 负 载 加 工 设 备 ， 应 尽 可 能 选 用 矢 量 控 制 高 性 能 型 通 用 变 频器 ， 而 且 中 、 小 容 量 变 频 器 以 电 压 型 变 频 器 为 主 。 有 反 馈 矢 量 控 制 方 式 虽然 是 运 行 性 能 最 为 完 善 的 一 种 控 制 方 式 ， 但 由 于 需 要 增 加 编 码 器 等 转 速 反馈 环 节 ， 不 但 增 加 了 费 用 ， 而 且 编 码 器 的 安 装 也 比 较 麻 烦 。 所 以 ， 除 非 对加 工 精 度 有 特 殊 要 求 ， 一 般 没 有 必 要 选 择 此 种 控 制 方 式 。 目 前 ， 无 反 馈 矢 量 控 制 方 式 的 变 频 器 已 经 能 够 做 到 在 0.5Hz 时 稳定 运 行 。 所 以 ， 完 全 可 以 满 足 主 运 动 系 统 的 要 求 ， 而 且 无 反 馈 矢 量 控 制 方式 能 够 克 服 U/f 控 制 方 式 的 缺 点 ， 因 此 可 以 说 ， 是 一 种 最 佳 选 择 。 数 控 车 床 连 续 运 转 时 所 需 的 变 频 器 容 量 (kVA)计 算 式 如 下 ：(2-2)MCNCNkIUPk3103cos式 中 ， PM负 载 所 要 求 的 电 动 机 的 轴 输 出 功 率 ； 电 动 机 的 效 率 (通 常 约 0.85)； 电 动 机 的 功 率 因 素 (通 常 约 0.75) cosUM电 动 机 的 电 压 ， 380V； IM电 动 机 工 频 电 源 时 的 电 流 ， 为 15.4A； k电 流 波 形 的 修 正 系 数 (PWM 方 式 时 取 1.05-1.10)； PCN变 频 器 的 额 定 容 量 ， kVA； ICN变 频 器 的 额 定 电 流 ， A；由 公 式 (2-2)可 得 ： ）（ ）（）（A94.16.5 kVA15.04.153803k7.8cos 3-3 MCNkIUPk选 择 变 频 器 时 应 同 时 满 足 以 上 三 个 等 式 的 关 系 。 综 合 以 上 分 析 计 算 ，确 定 选 用 三 菱 FR-A540 系 列 变 频 器 ， 具 体 型 号 为 FR-A540-7.5K-CH。2.2.2 主轴脉冲编码器的安装 为 了 使 改 造 后 的 数 控 车 床 能 自 动 加 工 螺 纹 ， 须 配 置 主 轴 脉 冲 编 码 器 作为 车 床 主 轴 位 置 信 号 的 反 馈 元 件 ， 其 目 的 是 用 来 检 测 主 轴 转 角 的 位 置 ， 通过 主 轴 脉 冲 编 码 器 数 控 系 统 步 进 电 机 的 信 息 转 换 系 统 ， 实 现 主 轴转 一 转 ， 刀 架 纵 向 移 动 一 个 导 程 的 车 螺 纹 运 动 。 主 轴 脉 冲 编 码 器 的 安 装 ， 通 常 采 用 两 种 方 式 ： 一 种 是 同 轴 安 装 ， 另 外一 种 是 异 轴 安 装 。 同 轴 安 装 的 结 构 简 单 ， 缺 点 是 安 装 后 不 能 加 工 穿 入 车 床主 轴 孔 的 零 件 ， 限 制 了 工 件 的 加 工 长 度 ， 而 异 轴 安 装 不 会 遇 到 这 种 问 题 ，因 此 ， 异 轴 安 装 较 合 适 。 主 轴 通 过 主 轴 箱 中 轴 和 轴 的 58/58 及 轴 和 轴 的 33/33 两 级 齿 轮 (实 现 传 动 比 1： 1)把 动 力 传 递 给 挂 轮 轴X， 见 图 附 录 1 所 示 ， 主 轴 脉 冲 编 码 器 1 通 过 支 架 2 固 定 ， 并 通 过 联轴 器 3 与 闷 头 4 相 连 ， 闷 头 4 通 过 过 盈 配 合 与 主 轴 箱 内 X 轴 连 接 。 C6132 主 轴 转 速 范 围 是 202000 r/min， 可 以 选 择 欧 姆 龙 E6B2-CWZ6C 型 光 电 脉 冲 编 码 器 ， 其 允 许 的 最 高 转 速 为 6000r/ min， 所 以满 足 设 计 要 求 。 2.3 横向进给传动系统的改造 2.3.1 横向传动系统的改造 如 图 2-1 所 示 是 横 向 传 动 系 统 的 改 造 布 置 图 ， 步 进 电 机 和 减 速 箱 安 装在 远 离 操 作 者 的 床 鞍 一 端 ， 拆 除 床 鞍 上 原 来 的 手 动 操 作 装 置 ， 在 原 来 支 承丝 杠 的 轴 承 位 置 ， 安 装 角 接 触 球 轴 承 进 行 支 撑 ， 同 纵 向 一 样 ， 滚 珠 丝 杠 一端 直 接 充 当 减 速 器 的 输 出 轴 ， 滚 珠 丝 杠 两 端 同 样 有 两 对 锁 紧 螺 母 对 滚 珠 丝杠 进 行 预 拉 伸 ， 滚 珠 丝 杠 螺 母 副 采 用 双 螺 母 螺 纹 预 紧 方 式 消 除 丝 杠 和 螺 母间 的 间 隙 。 螺 母 座 和 中 拖 板 的 连 接 可 以 利 用 原 来 的 螺 钉 孔 进 行 连 接 。车 床 进 行 横 向 进 给 时 ， 由 步 进 电 机 通 过 减 速 箱 将 动 力 传 递 给 滚 珠 丝 杠 ，再 由 滚 珠 丝 杠 带 动 螺 母 座 ， 再 通 过 螺 母 座 带 动 中 拖 板 做 横 向 运 动 。 滚 珠 丝杠 螺 母 副 继 续 采 用 双 螺 母 螺 纹 预 紧 方 式 消 除 丝 杠 和 螺 母 间 的 间 隙 。 2.3.2 齿轮传动间隙的消除 模 数 相 同 的 两 片 薄 齿 轮 2 和 3， 齿 轮 2 空 套 在 齿 轮 3 上 可 以 做 相对 回 转 运 动 。 在 齿 轮 3 上 开 有 三 个 周 向 圆 弧 槽 ， 齿 轮 2 上 均 布 着 三 个螺 纹 孔 ， 装 配 时 在 齿 轮 3 的 槽 中 放 置 3 个 弹 簧 ， 数 控 车 床 在 加 工 过 程中 ， 会 经 常 变 换 移 动 方 向 。 当 进 给 方 向 改 变 时 ， 如 侧 存 在 间 隙 会 造 成 进 给运 动 滞 后 于 指 令 信 号 ， 丢 失 指 令 脉 冲 并 产 生 反 向 死 区 ， 影 响 传 动 精 度 和 系统 稳 定 。 因 此 ， 必 须 消 除 齿 侧 间 隙 。 通 常 齿 侧 间 隙 的 消 除 主 要 有 刚 性 调 整法 和 柔 性 调 整 法 。 刚 性 调 整 法 虽 然 结 构 简 单 ， 但 侧 隙 调 整 后 不 能 自 动 补 偿 ，柔 性 调 整 法 是 调 整 后 齿 侧 间 隙 仍 可 自 动 补 偿 的 调 整 法 。 因 此 决 定 采 用 柔 性调 整 法 中 的 双 片 齿 轮 错 齿 消 隙 法 和 周 向 弹 簧 调 整 法 。 双 片 齿 轮 错 齿 消 隙 法 图 2-2 是 双 片 齿 轮 错 齿 式 消 除 间 隙 结 构 。 两 个相 同 齿 数 的 薄 齿 轮 1 和 2 与 另 一 个 厚 齿 轮 (图 中 未 画 出 )啮 合 。 齿 轮l 空 套 在 齿 轮 2 上 并 可 作 相 对 回 转 。 每 个 齿 轮 的 端 面 均 匀 分 布 着 四 个 螺 孔 ，分 别 装 上 凸 耳 3 和 8。 齿 轮 1 的 端 面 还 有 另 外 四 个 通 孔 ， 凸 耳 8 可以 在 其 中 穿 过 。 弹 簧 4 的 两 端 分 别 钩 在 凸 耳 3 和 调 节 螺 钉 7 上 ， 通过 转 动 螺 母 5 就 可 以 调 节 弹 簧 4 的 拉 力 ， 调 节 完 毕 用 螺 母 6 锁 紧 。弹 簧 的 拉 力 使 薄 片 齿 轮 1 和 2 错 位 ， 即 两 个 薄 齿 轮 的 左 、 右 齿 面 分 别 紧贴 在 厚 齿 轮 齿 槽 的 左 、 右 齿 面 上 ， 消 除 了 齿 侧 间 隙 。 这 种 方 法 适 合 直 径 较大 ， 有 充 分 安 装 螺 钉