卧式数控车床进给系统的安装与调试
苏振恒 王丽博
摘要本文以数控车床Z轴直线导轨和滚珠丝杠的装配为例，介绍了直线导轨和滚珠丝杠的安装工艺、精度检验方法及调试的注意事项。
关键词直线导轨滚珠丝杠装配精度检验
0引言
随着数控机床向高速、高精方向的发展，直线导轨和滚珠丝杠因其传动精度高、寿命长、效率高等优点被广泛地应用在数控车床进给系统之中。进给系统的传动精度、稳定性和灵敏性将对零件的加工精度造成影响。直线导轨和滚珠丝杠的安装精度对于提高进给系统的传动精度、稳定性和灵敏性起到非常重要的作用。数控车床的传动系统分为X轴传动系统和Z轴传动系统，两轴传动系统的安装、调试方法基本相同，笔者以数控车床Z轴为例介绍数控车床传动系统的装配工艺、精度检验和调试方法。
1Z轴直线导轨的安装与调试
1.1导轨安装基面的精度检验
先利用水平仪、理石平尺、等高块等工具检测床身的水平，通过调整机床下面的地脚螺钉，保证床身的水平精度在0.03 mm/1000 mm以内。用油石将导轨安装基面轻轻打磨一遍，用抹布把安装基面清理干净，利用水平仪、理石平尺和等高块分别检测导轨安装基面的直线度和扭曲度。直线度精度要求：0.010 mm/全长，局部允差0.005 mm/300 mm，若直线度超差较小可用油石修磨，误差较大时需加工返修；扭曲精度要求：0.030 mm/1000 mm，局部允差500 mm，测量长度上为0.015 mm/1000 mm，若扭曲度超差，需转加工返修。
1.2直线导轨的安装及精度检验
1.2.1直线导轨的安装
用酒精将直线导轨的基准面、底面和导轨安装基面擦洗干净，在导轨安装基面上涂抹少量的润滑油。将直线导轨放置床身安装基面上，保证直线导轨基准面必须与床身导轨安装基面紧密贴合，用12.9级的螺钉将导轨轻轻固定在导轨安装基面上，然后安装调整块，从中间往两端交替依次拧紧调整块的螺钉，注意用力均匀，防止导轨变形，使用扭矩扳手再次拧紧固定导轨的螺钉，注意从中间向两侧交替依次拧紧。利用塞尺分别检测导轨的底和侧安装基准面与床身安装基准面之间的间隙，保证0.02 mm塞尺不入。
直线导轨安装时应注意，先安装基准直线导轨，基准直线导轨一般上面会带有“J”样的标志，注意导轨上有箭头指向的侧面为侧基准面。
1.2.2单根直线导轨的精度检验及调整
导轨安装完成之后分别检验单根导轨在水平面内的直线度和垂直面内的直线度。
检测工具有千分表、磁力表座、理石平尺、等高块等。
检测方法：
（1）直线导轨在水平面内的直线度检测：将平尺用等高块放置在机床上（检测面水平放置），把装有千分表的磁力表座吸附在导轨滑块上，用千分表打在平尺侧面，调整平尺使平尺两端千分表读数为零。移动滑块检查直线导轨在水平面内的直线度。
（2）直线导轨在垂直面内的直线度检测：将平尺用等高块放置在机床上（检测面上下放置），把装有千分表的磁力表座吸附在导轨滑块上，用千分表打在平尺上检测面，调整平尺使平尺两端千分表读数为零。移动滑块检查直线导轨在垂直面内的直线度。
（3）单根导轨安装精度要求及调整方法：直线导轨在水平面和垂直面内的直线度要求均为：0.012 mm/全长，局部允许误差：任意0.006 mm/300 mm。如果精度超差较小，需要松开固定直线导轨和调整块的螺钉进行调整，然后重新拧紧，精度超差过大，需返回加工重修。
1.2.3两根一组导轨的精度检验及调整方法
单根导轨的直线度检验结束之后，要进行两根一组导轨的平行度和扭曲检测。
两根导轨的平行度检测。在水平面内以基准导轨为基准，将大理石平尺一侧面两端对零，将装有千分表的磁力表座吸附在另外一条导轨的滑块上，用千分表头打到大理石另一侧面上，移动滑块，看千分表的偏摆量。允许误差0.01 mm。
两根导轨的扭曲检测。把大理石平尺（测量面上下放置）放在两根导轨的滑块上，将水平仪放在大理石平尺上，分左导轨的两端和中间，要求水平仪气泡不可超过两格。
修整方法：如果精度超差较小，需要松开固定直线导轨和调整块的螺钉进行调整，然后重新拧紧，精度超差过大，需返回加工重修。
2Z轴丝杠的安装与调试
2.1电机座位置的确定
先将电机座毛刺去除，用抹布擦净电机座检验棒孔和检验棒，将电机座固定在床身电机座安装基面上，用手将检验棒装入电机座上的检验棒孔。
2.1.1确定电机座检验棒上母线位置
把方筒放在导轨滑块上面，将百分表吸附在方筒上，指针指在检验棒的上母线，检验检验棒与导轨的平行度，允许误差0.01 mm/150 mm，如超差需刮研电机座底面，最终保证平行度误差，并且电机座与床身安装面之间0.03 mm塞尺不入。
2.1.2确定电机座检验棒侧母线位置
将百分表吸附在导轨滑块上，表针指在检验棒侧母线，滑动滑块检验检验棒侧母线与导轨的平行度，允许误差0.01 mm/150 mm，超差了松开电机座与床身连接的沉头螺钉，调整电机座位置。
2.2轴承座位置的确定
将轴承座毛刺去除，用抹布擦净轴承座，将轴承座固定在床身轴承座安装基面上，用手插入轴承座孔检验棒。
2.2.1轴承座检验棒上母线位置的确定
确定轴承座检验棒上母线位置的方法同2.1.1部分。另需以电机座检验棒的上母线为基准，检测轴承座检验棒与电机座检验棒的上母线的等高度，允许误差0.01 mm，如果轴承座上母线高，刮研轴承座底面；如果轴承座上母线过低，需要加调整垫，通过调整轴承支座调整垫的厚度达到调整轴承座上母线与电机座上母线等高的目的。
2.2.2轴承座检验棒侧母线位置的确定
确定轴承座检验棒侧母线位置的方法同2.1.2部分。同时也需要以电机座检验棒的侧母线为基准，检验轴承座检验棒与电机座检验棒侧母线的等距度，允许误差0.01 mm，如果有偏差，调整轴承座安装螺钉的位置。
轴承座安装完之后，确保轴承座检验棒和电机座检验棒的同轴度符合要求之后，将电机座和轴承座分别与床身固定，钻铰定位销孔。
2.3安装X轴丝杠
2.3.1安装前的准备工作
将固定好的轴承座、电机座拆掉，准备好丝杠组件所需要的缓冲块、法兰盘、盖板、调整垫、轴承压盖等零件，并把所有零件去毛刺、擦洗干净。
然后根据以下公式计算轴承压盖修磨量：
σ=σ3-（σ1-σ2+005）
式中σ—轴承压盖修磨量；
σ1—轴承压盖原轴向尺寸；
σ2—轴承座轴承孔深度测量值；
σ3—组合角接触轴承的厚度值。
需要注意的是，测量轴承轴向厚度的时候，需要将组合角接触轴承按照轴承外径上的记号“V”的顺序组合，然后进行测量。
按照计算值修磨轴承压盖轴向尺寸。
2.3.2丝杠安装与检验
将轴承座和电机座装到床身上，不要拧紧。然后穿入丝杠。把组合角接触轴承按照标记“V”顺序组合好，确保负载方向与“V”的开口方向一致。用轴承安装专用工装将轴承装入丝杠两端的电机座轴承孔，并用扭力扳手拧紧锁紧螺母将丝杠预拉伸，然后装入法兰盘，固定轴承。
用百分表对丝杠的圆跳动进行检查，将百分表座吸附在电机座侧，把表头打在丝杠端头的上母线上，压表1 mm，然后旋转丝杠，表针指的最大值减去最小值即为圆跳动。允许误差为0.01 mm，如超差需要调整轴承预紧力。调整好之后，上紧轴承座和电机座的紧固螺钉，然后将已经磨好的压盖扣在电动机座上。
3结束语
数控车床X轴进给系统的安装方法同Z轴的安装方法相同，在此不再过多阐述。需要注意的是十字滑台的安装、以及X、Z轴的轴线运动件的相互垂直度的检验。
参考文献：
＼[1＼]付承云.数控机床安装调试及维修现场实用技术＼[M＼].北京：机械工业出版社，2012.
＼[2＼]王彬.数控机床进给轴的安装与检测技术＼[J＼].机械制造，2011 （12）.
＼[3＼]上官建林，苏振恒.卧式数控车床的装配与调试＼[J＼].数控机床市场，2011 （4）.
摘要本文以数控车床Z轴直线导轨和滚珠丝杠的装配为例，介绍了直线导轨和滚珠丝杠的安装工艺、精度检验方法及调试的注意事项。
关键词直线导轨滚珠丝杠装配精度检验
0引言
随着数控机床向高速、高精方向的发展，直线导轨和滚珠丝杠因其传动精度高、寿命长、效率高等优点被广泛地应用在数控车床进给系统之中。进给系统的传动精度、稳定性和灵敏性将对零件的加工精度造成影响。直线导轨和滚珠丝杠的安装精度对于提高进给系统的传动精度、稳定性和灵敏性起到非常重要的作用。数控车床的传动系统分为X轴传动系统和Z轴传动系统，两轴传动系统的安装、调试方法基本相同，笔者以数控车床Z轴为例介绍数控车床传动系统的装配工艺、精度检验和调试方法。
1Z轴直线导轨的安装与调试
1.1导轨安装基面的精度检验
先利用水平仪、理石平尺、等高块等工具检测床身的水平，通过调整机床下面的地脚螺钉，保证床身的水平精度在0.03 mm/1000 mm以内。用油石将导轨安装基面轻轻打磨一遍，用抹布把安装基面清理干净，利用水平仪、理石平尺和等高块分别检测导轨安装基面的直线度和扭曲度。直线度精度要求：0.010 mm/全长，局部允差0.005 mm/300 mm，若直线度超差较小可用油石修磨，误差较大时需加工返修；扭曲精度要求：0.030 mm/1000 mm，局部允差500 mm，测量长度上为0.015 mm/1000 mm，若扭曲度超差，需转加工返修。
1.2直线导轨的安装及精度检验
1.2.1直线导轨的安装
用酒精将直线导轨的基准面、底面和导轨安装基面擦洗干净，在导轨安装基面上涂抹少量的润滑油。将直线导轨放置床身安装基面上，保证直线导轨基准面必须与床身导轨安装基面紧密贴合，用12.9级的螺钉将导轨轻轻固定在导轨安装基面上，然后安装调整块，从中间往两端交替依次拧紧调整块的螺钉，注意用力均匀，防止导轨变形，使用扭矩扳手再次拧紧固定导轨的螺钉，注意从中间向两侧交替依次拧紧。利用塞尺分别检测导轨的底和侧安装基准面与床身安装基准面之间的间隙，保证0.02 mm塞尺不入。
直线导轨安装时应注意，先安装基准直线导轨，基准直线导轨一般上面会带有“J”样的标志，注意导轨上有箭头指向的侧面为侧基准面。
1.2.2单根直线导轨的精度检验及调整
导轨安装完成之后分别检验单根导轨在水平面内的直线度和垂直面内的直线度。
检测工具有千分表、磁力表座、理石平尺、等高块等。
检测方法：
（1）直线导轨在水平面内的直线度检测：将平尺用等高块放置在机床上（检测面水平放置），把装有千分表的磁力表座吸附在导轨滑块上，用千分表打在平尺侧面，调整平尺使平尺两端千分表读数为零。移动滑块检查直线导轨在水平面内的直线度。
（2）直线导轨在垂直面内的直线度检测：将平尺用等高块放置在机床上（检测面上下放置），把装有千分表的磁力表座吸附在导轨滑块上，用千分表打在平尺上检测面，调整平尺使平尺两端千分表读数为零。移动滑块检查直线导轨在垂直面内的直线度。
（3）单根导轨安装精度要求及调整方法：直线导轨在水平面和垂直面内的直线度要求均为：0.012 mm/全长，局部允许误差：任意0.006 mm/300 mm。如果精度超差较小，需要松开固定直线导轨和调整块的螺钉进行调整，然后重新拧紧，精度超差过大，需返回加工重修。
1.2.3两根一组导轨的精度检验及调整方法
单根导轨的直线度检验结束之后，要进行两根一组导轨的平行度和扭曲检测。
两根导轨的平行度检测。在水平面内以基准导轨为基准，将大理石平尺一侧面两端对零，将装有千分表的磁力表座吸附在另外一条导轨的滑块上，用千分表头打到大理石另一侧面上，移动滑块，看千分表的偏摆量。允许误差0.01 mm。
两根导轨的扭曲检测。把大理石平尺（测量面上下放置）放在两根导轨的滑块上，将水平仪放在大理石平尺上，分左导轨的两端和中间，要求水平仪气泡不可超过两格。
修整方法：如果精度超差较小，需要松开固定直线导轨和调整块的螺钉进行调整，然后重新拧紧，精度超差过大，需返回加工重修。
2Z轴丝杠的安装与调试
2.1电机座位置的确定
先将电机座毛刺去除，用抹布擦净电机座检验棒孔和检验棒，将电机座固定在床身电机座安装基面上，用手将检验棒装入电机座上的检验棒孔。
2.1.1确定电机座检验棒上母线位置
把方筒放在导轨滑块上面，将百分表吸附在方筒上，指针指在检验棒的上母线，检验检验棒与导轨的平行度，允许误差0.01 mm/150 mm，如超差需刮研电机座底面，最终保证平行度误差，并且电机座与床身安装面之间0.03 mm塞尺不入。
2.1.2确定电机座检验棒侧母线位置
将百分表吸附在导轨滑块上，表针指在检验棒侧母线，滑动滑块检验检验棒侧母线与导轨的平行度，允许误差0.01 mm/150 mm，超差了松开电机座与床身连接的沉头螺钉，调整电机座位置。
2.2轴承座位置的确定
将轴承座毛刺去除，用抹布擦净轴承座，将轴承座固定在床身轴承座安装基面上，用手插入轴承座孔检验棒。
2.2.1轴承座检验棒上母线位置的确定
确定轴承座检验棒上母线位置的方法同2.1.1部分。另需以电机座检验棒的上母线为基准，检测轴承座检验棒与电机座检验棒的上母线的等高度，允许误差0.01 mm，如果轴承座上母线高，刮研轴承座底面；如果轴承座上母线过低，需要加调整垫，通过调整轴承支座调整垫的厚度达到调整轴承座上母线与电机座上母线等高的目的。
2.2.2轴承座检验棒侧母线位置的确定
确定轴承座检验棒侧母线位置的方法同2.1.2部分。同时也需要以电机座检验棒的侧母线为基准，检验轴承座检验棒与电机座检验棒侧母线的等距度，允许误差0.01 mm，如果有偏差，调整轴承座安装螺钉的位置。
轴承座安装完之后，确保轴承座检验棒和电机座检验棒的同轴度符合要求之后，将电机座和轴承座分别与床身固定，钻铰定位销孔。
2.3安装X轴丝杠
2.3.1安装前的准备工作
将固定好的轴承座、电机座拆掉，准备好丝杠组件所需要的缓冲块、法兰盘、盖板、调整垫、轴承压盖等零件，并把所有零件去毛刺、擦洗干净。
然后根据以下公式计算轴承压盖修磨量：
σ=σ3-（σ1-σ2+005）
式中σ—轴承压盖修磨量；
σ1—轴承压盖原轴向尺寸；
σ2—轴承座轴承孔深度测量值；
σ3—组合角接触轴承的厚度值。
需要注意的是，测量轴承轴向厚度的时候，需要将组合角接触轴承按照轴承外径上的记号“V”的顺序组合，然后进行测量。
按照计算值修磨轴承压盖轴向尺寸。
2.3.2丝杠安装与检验
将轴承座和电机座装到床身上，不要拧紧。然后穿入丝杠。把组合角接触轴承按照标记“V”顺序组合好，确保负载方向与“V”的开口方向一致。用轴承安装专用工装将轴承装入丝杠两端的电机座轴承孔，并用扭力扳手拧紧锁紧螺母将丝杠预拉伸，然后装入法兰盘，固定轴承。
用百分表对丝杠的圆跳动进行检查，将百分表座吸附在电机座侧，把表头打在丝杠端头的上母线上，压表1 mm，然后旋转丝杠，表针指的最大值减去最小值即为圆跳动。允许误差为0.01 mm，如超差需要调整轴承预紧力。调整好之后，上紧轴承座和电机座的紧固螺钉，然后将已经磨好的压盖扣在电动机座上。
3结束语
数控车床X轴进给系统的安装方法同Z轴的安装方法相同，在此不再过多阐述。需要注意的是十字滑台的安装、以及X、Z轴的轴线运动件的相互垂直度的检验。
参考文献：
＼[1＼]付承云.数控机床安装调试及维修现场实用技术＼[M＼].北京：机械工业出版社，2012.
＼[2＼]王彬.数控机床进给轴的安装与检测技术＼[J＼].机械制造，2011 （12）.
＼[3＼]上官建林，苏振恒.卧式数控车床的装配与调试＼[J＼].数控机床市场，2011 （4）.
