数控机床安装与调试

图8-4螺纹调隙式结构
2.垫片调隙式 其结构是通过改变垫片的厚度，使两个螺母间产生轴向位移，从而两螺母 分别与丝杠螺纹轨道的左、右侧接触，达到消除间隙和产生预紧力的作用， 如图8-5所示。这种结构简单，刚性好，但调整费时，且不能在工作中随意 调整。
图8-5垫片调隙式结构
3.齿差调隙式 在两个螺母的凸缘上分别有齿数为Z1、Z2的齿轮，且Z1、Z2相差一个齿。在 调整轴向间隙时使齿轮脱开内齿圈，令两个螺母同向转过相同的齿数，然后 再合上内齿圈，如图8-6所示，从而实现间隙的调整和施加预紧力。如两齿同 向各转过一个齿时，其位移量S=（1/Z1-1/Z2）P，其中P为滚珠丝杠的导程。 这种结构复杂，但调整准确可靠，精度高。
项目 输出波型 输出相 消耗电流 响应频率 载空比 相位差 电源电压 输出电压 最大转速 转动惯量 起动力矩 轴最大负载 抗冲击 抗震动 工作寿命 工作温度
防护
表8-2 SF5815编码器技术参数
参数
方波 A、B、Z三相
图8-6齿差调隙式结构
任务小节 滚珠丝杠是将进给电动机的旋转运动转化为刀架（工作台）的直线运动，可以
有效提高进给系统的定位精度和灵敏度，防止爬行。它的传动的精度、灵 敏度和稳定性，将直接影响工件的加工精度，因此，有一定的条件要求。 滚珠丝杠的型号应能够熟练掌握，根据型号能够清楚滚珠丝杠的特性。滚 珠丝杠采用一端固定一端铰支的支承形式，前端用两个角接触球轴承和一 个推力球轴承，尾端用一个调心球轴承。在安装时，两个角接触球轴承对 称安装，采用外圈窄边相背的安装(反装)方式。对轴向间隙进行调整的基本 原理是使丝杠上的两个螺母间产生轴向相对位移，以达到消除间隙和产生 预紧力的目的。
图8-1 角接触轴承轴向载荷分布
三、X轴、Z轴装配图 经过安装及调试，最终装配如图8-2、8-3所示：
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1—步进电机 2—联轴器 3—锁紧螺母 4—轴承 5—滚珠丝杠 6—螺母屉 图8-2 Z向进给装配图
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4
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1—步进电机2—联轴器3—锁紧螺母4—轴承5—滚珠丝杠6—螺母屉7—托板 8—床身9—床鞍10—T形板
数控机床调试与维修
主编：张洪强
项目八：数控机床的安装与调试
【学习目标】 （一）专业能力目标 1、能进行数控机床的滚珠丝杠安装； 2、能进行数控机床的编码器安装； 3、能进行数控机床的性能调试； （二）社会能力目标 1. 具有良好的职业道德和敬业精神； 2. 具有较强的责任感； 3．具有团结协作精神； 4．具有良好的心理素质和身体素质； （三）方法能力目标 1. 具有通过电教片、网络等现代途径学习和图书查询等自学能力； 2. 具有综合运用知识与技术从事程度较复杂的技术工作的能力。
【相关知识】 任务一：滚珠丝杠的安装与调试 滚珠丝杠是数控机床的主要组成部分，它将进给电动机的旋转运动转化为刀架
（工作台）的直线运动，采用滚珠丝杠螺母副传动，可以有效地提高进给系 统的定位精度和灵敏度，防止爬行。通过滚珠丝杠螺母带动刀架移动，数控 机床进给传动装置的精度、灵敏度和稳定性，将直接影响工件的加工精度， 因此，进给传动系统必须满足下列要求。 (1)提高传动精度和刚度，消除传动间隙。 (2)减小摩擦阻力。 (3)减小运动部件惯量。 (4)对系统添加适度阻尼，减轻振动影响。 一、滚珠丝杠的型号选择 要求滚珠丝杠的基本额定载荷≥6.31KN，通过参考文献查得，滚珠丝杠的型号为 FD4006-3-P4 950/880，即内循环浮动式双螺母垫片预紧滚珠丝杠副，公称 直径d0=40mm，公称导程Ph0=6mm，负荷钢球圈数为3圈，精度等级为4级， 额定动载荷为15.1KN。详细参数见表8-1所示。
图8-3 X向进给装配图
四、滚珠丝杠副轴向间隙的调整 滚珠丝杠副的轴向间隙，源于两项因素的总和：一是负载时滚珠与滚道型面
接触的弹性变形所引起的螺母相对丝杠的位移量；二是丝杠与螺母的几何间隙。 丝杠与螺母的轴向间隙是传动中的反向运动死区，它使丝杠在反向转动时螺母产 生运动滞后，直接影响进给运动的传动精度。对轴向间隙进行调整的基本原理是 使丝杠上的两个螺母间产生轴向相对位移，以达到消除间隙和产生预紧力的目的。 五、轴向间隙调整的方法 1.螺纹调隙式 两个螺母以平键与外套相连，平键可限制螺母在外套内转动，用两个锁紧螺母6 能使螺母相对丝杠做轴向移动，如图8-4所示。这种结构紧凑，调整方便，但调 整位移量不易精确控制，故预紧力不能准确控制。
表8-1 FD4006-3-P4型滚珠丝杠详细参数
二、滚珠丝杠的轴承选择与安装 滚珠丝杠采用一端固定一端铰支的支承形式，前端用两个角接触球轴承和一 个推力球轴承，尾端用一个调心球轴承。前端的角接触球轴承内径为25mm， 型号为7205AC；推力球轴承内径为25mm，型号为51105。尾端的调心球轴 承内径为25mm，型号为1205K+H205。 在安装时，两个角接触球轴承对称安装，采用外圈窄边相背的安装(反装)方式， O1、O2分别为两个轴承的实际支持力作用点，见图8-1所示。
课后自测 1、简述滚珠丝杠轴向间隙调整的基本原理。 2、请指出型号为FD4006-3-P4 950/880的滚珠丝杠进行间隙调整采用的方法？ 该型号丝杠的公称直径是多少？ 3、滚珠丝杠轴向间隙调整的方法有哪些？
任务二：编码器的安装 为了保证CK6136数控车床能切削螺纹，要求主轴转速和坐标轴进给速度有一定 的比例关系。在主轴旁安装主轴编码器来反馈主轴实际转速，主轴编码器与主轴 之间采用1:1的齿轮连接，把检测到的实际主轴转速经隔离电路以及I/O接口送给 数控系统(CNC)。通过数控系统控制，进给轴电机得到的脉冲数与主轴的转数形 成相对应的关系，完成不同形状、螺距的加工。 依据数控机床控制形式，查阅《GSK928TEⅡ车床数控系统说明书》以及主轴编 码器的相关资料，选择无锡市斯贝德科技有限公司生产的主轴编码器，型号为： SF5815-007C-1024-BZ-15L。主要参数如表8-2所示：