精密卧式加工中心回转工作台蜗轮蜗杆机构的装配及调整分析

卧式加工中心机床加工误差与几何精度的调整摘要：数控机床精度主要包括位置精度和几何精度，数控机床在使用较长年限后，由于日常保养不到位和使用环境等因素的影响，会出现几何精度超差的情况。

现以我公司一台型号为KBN-135型号的卧式加工中心为例，讨论数控机床几何精度调整的方法。

关键词：数控机床，几何精度，调整。

Adjustment of geometric accuracy of horizontal machining center machine toolsWang Heng Hui，Xu Sheng，Wang Gang（Anqing CSSC Diesel Engine Co. Ltd , Anqing 246001,Anhui, China）Abstract:The accuracy of CNC machine tools mainly includespositional accuracy and geometric accuracy. Afterusing CNC machinetools for a long period of time, due to inadequatedaily maintenanceand environmental factors, geometric accuracy may esceed the standard. Taking our company’s horizontal maching center model KBN-135 as an exampie, this article discusses the method of adjusting the geometric accuracy of CNC machine tools.Key Words: Marine oilcylinder; Technical difficulties; Casting process; Gating system design.数控机床的位置精度包含：定位精度、重复定位精度、反向间隙等，主要通过数控系统的全闭环和半闭环反馈来进行控制。

卧加回转台中心坐标的找正方法日期2015/8/20在使用带B 轴的卧式加工中心过程中，有时需要回转工作台，坐标系转换过程中，需要用到工作台的回转中心坐标，而某些机床出厂时未告之用户其工作台回转中心。

机床使用过程中，调整过机床原点，造成回转中心改变。

这种情况下，需要找正B 轴（工作台）回转中心在机床坐标系的位置。

本方法适用任意品牌卧式加工中心回转台的调整找正．下面分别介绍X 、Y 、Z 三个方向坐标找正方法（附图）。

卧式加工中心机床零点校正（部分厂商机床零点就是回转台回转中心）所需工具：标准芯棒、万向磁力表座、百分表X 轴校正：1.主轴上装配芯棒，MDA 模式下输入【G53G0X0】执行此程序使主轴移至现状态下托盘中心即X=0；2.将表靠上芯棒(找到芯棒最外侧点)，如图1；3.为安全起见，移动Z 轴，使表离开芯棒，在MDA 模式下将托盘旋转180°；4.手动移动Z 轴使千分表接与芯棒接触上，调整X 轴位置，使得百分表在芯棒两侧指示相同，记下此时X 坐标值，如图2；5.将所得X 值+MD34090，重新输入到MD34090内激活重启(相对值编码器)(本条只适用于SIEMENS840D pl 系统)。

图1图2Z轴校正：1.Ｘ轴定位到回转台中心，即Ｘ0位置，将表靠上芯棒(找到芯棒最外侧点),如图3a，将表指针对零；2.移动Z轴，使表离开芯棒，在MDA模式下将托盘旋转90°；3.移动Z轴使表针与芯棒端面接触，对零，记下此时Z轴机械坐标值,如图3c;4.计算Z轴中心坐标值，Ｚ=Ｚ实-Ｌ芯-Ｒ芯；5.将Ｚ值与原MD34090相加，激活重启．a b c图3Y轴校正(工作台面)：1.用标准量块，将表指针对零，如下图4；2.移动相关轴，使表位于芯棒最高点，表针对零；3.计算Y轴中心坐标值，Y=Y实-L量+R芯；4.将Y值与原MD34090相加，激活重启．5.或直接用芯棒靠上量块，用塞尺判断间隙计算Y轴位置图4。

1.蜗杆蜗轮传动机构装配的技术要求
(1)保证蜗杆轴线与蜗轮轴线垂直。

(2)蜗杆轴线应在蜗轮轮齿的对称中心平面内。

(3)蜗杆、蜗轮间的中心距一定要准确。

(4)有合理的齿侧间隙。

(5)保证传动的接触精度。

2.蜗杆传动机构的装配顺序
(1)若蜗轮不是整体时，应先将蜗轮齿圈压入轮毂上，然后用螺钉固定。

(2)将蜗轮装到轴上，其装配方法和装圆柱齿轮相似。

(3)把蜗轮组件装入箱体后再装蜗杆，蜗杆的位置由箱体精度保证。

要使蜗杆轴线位于蜗轮轮齿的对称中心平面内，应通过调整蜗轮的轴向位置来达到要求。

3.蜗杆蜗轮传动机构啮合质量的检验。

回转体在卧式加工中心的旋转工作台上任意放置的坐标计算方法李超吴建波张强四川宜宾普什模具有限公司 644000摘要：为了解决大型回转体类零件加工径向孔，在装夹时旋转中心定位困难和容易造成变形、损坏加工表面等问题。

充分利用机床NC程序的公式计算功能，加工零件可以随意地放置在工作台上，利用该功能可将工件的回转中心虚拟到工作台的回转中心（即将工件的回转中心偏移到工作台的回转中心），理论误差可小于0.001mm。

实际应用表明，此方法定位准确可靠，给加工编程带来极大的方便，节省很大的人力物力。

关键字：回转体坐标计算方法1、装夹方法比较1.1 传统装夹放置方法如图2所示，在回转体上加工6个Φ60大的孔，传统加工方法是把回转体中心放在工作台旋转中心上，再旋转工作台(B轴)分度加工6个Φ60大的孔，以达到所要加工孔的目的。

优点是：(1)加工时易于理解，加工基准能完全与图纸基准重合；(2)编程简单。

缺点是：(1)需要将工件的回转中心放置在工作台的旋转中心上，并根据零件的精度要求控制重合误差。

(2)、工件在调整位置时移动较困难，容易损伤工件的外观同时引起变形，影响外形尺寸和表面质量。

(3)、装夹找正时间长，效率低。

图 1图1 传统零件放置示意图1、2新的装夹放置方法只需要将工件随意地放置在工作台上，通过机床NC 程序的公式计算功能，将工件的回转中心偏虚拟到工作台的回转中心即可。

如图3所示优点是：(1)、装夹放置位置没有任何限制。

(2)、装夹时间短，效率低。

(3)、不需要专用工装。

(4)、可有效保护产品外观，和减少变形。

缺点是：(1)、加工时不是很直观，容易让人误解。

(2)、程序编制较复杂。

工作台图2 新的零件放置示意图2、虚拟坐标设定及计算方法2.1装夹步骤和提取必要数据： 步骤如下：（1） 首先将工件回转零点X1、Z1，设定到加工坐标系（如G54）中（如图2）。

（2） 将旋转工作台当前位置设为B0。

（3） 以坐标系G54中X1、Z1为被减数，减去旋转工作台零点X0、Z0（固定值），得到两中心的距离△X 、△Z （注意：由于工件的放置位置不一样△X 、△Z 可能是负数或正数）。

加工中心回转加工台阶孔同轴度超差原因分析及改进随着四轴加工中心的广泛运用，一些有着较高同轴度要求的孔及台阶孔能通过第四轴（转台）回转加工一次完成。

通过分析找出同轴度超差的常见原因，并提出改进及前提调试时需要注意的地方。

标签：四轴；台阶孔；同轴度在现代工业中，轴承的运用非常广泛，轴承安装定位孔大多数为成对加工的台阶孔。

轴承安装孔的精度及同轴度越高，高速运转时噪音越小，震动越小，使用寿命越长。

在某些要求高的零件图纸中，同轴度要求为φ0.02甚至更高。

1 加工方法传统观念中，对于这类零件的加工方法可分为两种：（1）调头两次加工，即先加工一侧的台阶孔，再以台阶孔及端面作为定位基准，加工另一头台阶孔；（2）利用特殊刀具反拉另一侧的台阶孔。

但这两种加工工艺都有不足的地方，第一种加工工艺对工装夹具的要求较高，既要控制定位柱与台阶孔之间的间隙，又要控制工装定位面与走刀方向上的垂直度。

这样要么缩小第一次加工的台阶孔的公差带，要么需要制作不同尺寸的工装夹具，使其最大配合间隙不能大于同轴度要求的尺寸。

需要两次装夹才能完成，加工效率比较一般。

第二种加工方法会受到台阶孔及中间通孔的限制，假设D1为台阶孔通孔，D2为台阶孔，d为刀杆直径，L为刀尖到刀杆的径向最大距离，只有当L<D1、L-d<（D2-D1）/2时，才能用此工艺加工。

如果刀杆直径过大，在进刀与退刀时容易与D1发生干涉，刀杆直径太小时。

刀杆的强度会减弱，加工出来的台阶孔尺寸及表面粗糙度均难以控制。

随着四轴加工中心的广泛运用，通过第四轴（转台）回转加工成了新的加工工艺，此加工工艺基本没有局限性，一次装夹即可完成，加工效率高。

2 同轴度超差原因分析但在实际生产过程中，通过三坐标检测，我们依然发现其同轴度有超差现象，并且属于批量超差，通过对加工中心班长对某零件的调试到加工完整的观察及分析，找到了造成同轴度超差的原因。

2.1 工件回转轴线与转台回转轴线不重合导致超差在制作工装夹具时，可能由于加工误差，使其装夹定位后的回转轴线与转台的回转轴线超出图纸设计要求，调试人员没有按照转台的回转中心设定坐标系而是以工装定位轴线设定了坐标系，这样由于其回转中心不重合就会导致同轴度超差，如图1所示，回转加工后产生的同轴度误差值为2倍的L。

卧式加工中心加工误差与机械精度调整分析作者：王飞刘大伟来源：《信息技术时代·上旬刊》2019年第02期摘要：导致工件加工质量下降的原因很多，而误差是其中一项重要影响因素。

在加工过程中出现的超出标准的误差会使产品质量下降，甚至会造成大量不合格产品。

本文从生产实践出发，针对卧式加工中心生产过程中常出现的误差分析，纠出导致误差的原因，并实现机械精度调整。

关键词：卧式加工中心;加工误差;机械精度调整当前科技大幅度进步，人们对机械产品的质量要求愈高，要想提高机械产品质量，必须重视加工中的机械精度和误差。

机床使用时间过长、维护工作开展不到位、局部产生磨损等一系列原因皆会使零件产生问题，影响加工效率。

除此以外，刀具磨损、夹具定位精度方面出现的误差亦会对实际加工造成影响。

为保障工件加工质量，应针对实际情况展开较为精确的分析，并从中寻求解决策略，将相关思想应用至机械调试过程中，调整、控制机械精度，使加工出的工件合乎标准且质量过关。

下文即为所展开的测试与精度调整相关步骤。

1卧式加工中心实际情况分析根据实际情况，以某加工厂为例，该单位内具有一台大型卧式加工中心，主要加工工件为拖拉机箱体上的轴承孔零件，除此以外另加工定位销孔，属于精加工范畴。

近阶段设备加工过程中常出现误差，工件精度方面亦存在问题。

针对其实际情况进行测量分析，发现该设备由于工作时间较长、工作强度较大、维护手段不到位等因素使得设备中的各项问题逐渐发生[1]。

根据工件要求及工艺要求可发现加工中心中的各项参数出现误差，如各轴线与前端面的垂直度变化、前后两端面的平行度变化等。

此两部分的工艺要求分别为0.06mm/0.20mm，但实测结果中却发现加工中心的参数不符，分别为0.10mm/0.24mm。

2加工误差成因分析及误差检测若想对加工误差成因进行分析，首先需针对实际展开研究，根据加工平台运作原理分析问题成因与误差所在。

实际加工过程中，机床结构为动柱型，主轴箱于y轴滑台上做上下移动，同时带动y轴立柱于z轴滑台前后移动。

卧式加工中心转台装配工艺技术分析刘锰;计文通【摘要】机床作为将金属毛坯加工成零件的设备，其精密程度是影响工件加工精度的重要原因之一。

而机床本身作为一个复杂的系统，由众多零件组成，装配过程中所采用的工艺技术是机床加工精度高低的重要因素。

【期刊名称】《产业与科技论坛》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P86-86,87)【关键词】卧式加工中心;回转工作台;装配工艺【作者】刘锰;计文通【作者单位】沈阳机床集团沈一车床厂;沈阳机床集团沈一车床厂【正文语种】中文一、卧式加工中心卧式加工中心其机床主轴与工作台平行，呈水平状态。

带有可以分度回转的工作台。

通常的卧式加工中心具有三个直线运动坐标和一个回转运动坐标。

使用卧式加工中心可以在一次装夹后，快速完成除安装面和上顶面以外其余各面的加工。

配以回转的工作台后依靠回转工作台高分度精度，可加工复杂曲面。

二、回转工作台回转工作台是一个可以绕B轴转动的台面，以便将工件装夹在该台面上，通过台面的回转运动，带动工件回转或分度定位。

通常习惯称回转工作台为“转台”或“第四轴”。

回转工作台按照其分度连续性可分为连续分度回转工作台和有限分度回转工作台。

连续回转工作台采用旋转电机配以蜗轮蜗杆副为驱动，采用全闭环分度检测系统。

有限分度回转工作台是采用一定齿数的端齿盘和相应的传动系统。

因此转台的分度精度决定了工件的加工精度，装配工艺技术来保证转台的分度精度是卧式加工中心装配的难点和重点之一。

图1 回转工作台三、装配工艺技术本文中采用连续式回转工作台，针对其高分度精度，低跳动的要求。

应规定回转工作台零件的加工精度要求和基准面，零件装配中可能出现的再次精加工时的加工方法，零部件装配的顺序，各序装配时所使用的检具以及装配环境等因素进行考量。

(一)回转工作台轴系的装配工艺。

回转工作台轴系和轴承的安装直接影响着回转轴系的综合精度，不正确的安装方式不仅影响精度而且还会损坏轴承或转轴。

数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。

回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。

8.5.1 数控回转工作台数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。

它可以与其他伺服进给轴联动。

图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台。

它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。

工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由1一蜗杆 2一蜗轮 3、4一夹紧瓦 5一小液压缸 6一活塞 7一弹簧 8一钢球 9一底座 10一圆光栅11、12一轴承蜗杆1传给蜗轮2。

为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置宋调整间隙。

这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。

但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。

当工作台静止时，必须处于锁紧状态。

为此，在蜗轮底部的辐射方向装有8对夹紧瓦4和3，并在底座9上均布同样数量的小液压缸5。

当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6便压向钢球8，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮2。

在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7的作用下，钢球8抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。

回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承12及双列向心圆柱滚子轴承11保持准确的回转中心。

数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副。

在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。

在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅10发出工作台精确到位信号，反馈给数控装置进行控制。

回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码器发出零位信号，使工作台准确地停在零位。

数控机床的圆周进给由回转工作台完成，称为数控机床的第四轴：回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动，从而加工出各种球、圆弧曲线等。

回转工作台可以实现精确的自动分度，扩大了数控机床加工范围。

8.5.1 数控回转工作台数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床，其外形和通用工作台几乎一样，但它的驱动是伺服系统的驱动方式。

它可以与其他伺服进给轴联动。

图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台。

它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。

工作台的运动是由伺服电动机，经齿轮减速后由1一蜗杆 2一蜗轮 3、4一夹紧瓦 5一小液压缸 6一活塞 7一弹簧 8一钢球 9一底座 10一圆光栅11、12一轴承蜗杆1传给蜗轮2。

为了消除蜗杆副的传动间隙，采用了双螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置宋调整间隙。

这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。

但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的啮合。

当工作台静止时，必须处于锁紧状态。

为此，在蜗轮底部的辐射方向装有8对夹紧瓦4和3，并在底座9上均布同样数量的小液压缸5。

当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6便压向钢球8，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮2。

在工作台需要回转时，先使小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7的作用下，钢球8抬起，夹紧瓦将蜗轮松开。

回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴承12及双列向心圆柱滚子轴承11保持准确的回转中心。

数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须采用高精度蜗杆副。

在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。

在全闭环控制系统中，由高精度的圆光栅10发出工作台精确到位信号，反馈给数控装置进行控制。

回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码器发出零位信号，使工作台准确地停在零位。

探析高精度涡轮蜗杆的传动机构及其安装方法发表时间：2018-08-13T13:48:28.930Z 来源：《基层建设》2018年第19期作者：蒋劲[导读] 摘要：在涡轮蜗杆的传动机构里，涡轮蜗杆的轴线与中心距正交误差是传动间隙的主要因素。

中国航发长江动力有限公司摘要：在涡轮蜗杆的传动机构里，涡轮蜗杆的轴线与中心距正交误差是传动间隙的主要因素。

如果间隙太小则会增加一定的阻力，使得传动的效率有所下降；而间隙太大则会增加空回的间隙；这样，为了有效控制涡轮蜗杆的传动间隙，需要合理地调整中心距与轴线正交的误差。

确保涡轮蜗杆间保持科学的间隙大小，以达到空回间隙与传动的效率标准。

基于此，本文阐述了一种涡轮蜗杆的机构，特别是一种降低涡轮蜗杆传动间隙的高精度涡轮蜗杆的机构，并介绍了具体的安装调节方法。

关键词：高精度；涡轮蜗杆；传动机构；安装方法；探析现阶段，齿轮减速器被广泛应用于社会的各种领域，是一种极其重要的机械传动的装置，然而，因其大部分的减速器具有重量大、体积大的特点，进而导致机械效率偏低的现象。

从世界范围分析，丹麦、德国生产的减速器占据明显优势。

尤其是材料与加工工艺上。

一般情况下，减速器具有工作性能好，寿命较长，只是传动的方式主要依然是定轴的齿轮，在体积、重量方面没有得到解决。

我国的减速器通常包括齿轮、涡轮蜗杆等传动为主体，也会存在功率低、传动比大、机械效率低的缺陷。

此外，材料的质量与工艺水准还显明不足。

其中的涡轮蜗杆的传动系统是一种非常重要的减速装置，具有传动性能稳定、高传动比、良好的自锁性。

以下展开详细探讨。

一、传统的涡轮蜗杆传动机构存在的缺陷分析因为涡轮蜗杆其轴线在二维的空间内正交，所以整体的机箱一经制造装配程序结束，中心距不可再次更改，在需要缩小涡轮蜗杆的传动间隙的情况下，应用分体型的机箱，就是分别制作蜗杆箱、涡轮箱，再将二者进行合成，这样的状况下，需制作并研磨两个安装面，同时对涡轮蜗杆的中心距与正交性进行调整，确保两者间的传动间隙符合空回间隙与实际的传动标准。

教学设计案例（仅供参考）案例一课题：间歇回转工作台的装配与调整1、目的要求能够根据机械设备的技术要求、按工艺过程进行间歇回转工作台的组合装配与调试，并达到以下实训要求：（1）能够清楚零部件之间的装配关系，机构的运动原理及功能。

理解图纸中的技术要求，基本零件的结构的装配、调整方法等。

（2）能够规范合理的写出间歇回转工作台的装配工艺过程。

（3）零部件的清洗（一般用柴油、煤油）；规范装配，不能盲目敲打（通过钢套，用锤子均匀的敲打）；根据运动部位要求，加入适量润滑脂。

（4）间歇回转工作台装配做到定位可靠，运转灵活无卡阻现象。

2、实训设备序号名称型号及规格数量备注1 机械装调技术综合实训装置THMDZT-1型1套2 普通游标卡尺300mm 1把3 深度游标卡尺1把4 内六角扳手1套5 橡胶锤1把6 垫片若干7 防锈油若干8 紫铜棒1根9 通芯一字螺丝刀1把10 零件盒2个3、实训步骤准备工作①熟悉图纸和装配任务；②检查文件和零件的完备情况；③选择合适的工、量具；④用清洁布清洗零件。

操作步骤第一步:装配蜗杆件（1）用通芯一字螺丝刀将两个蜗杆用轴承及圆锥滚子轴承内圈装在蜗杆的两端。

注：圆锥滚子内圈的方向。

（2）用通芯一字螺丝刀将两个蜗杆用轴承及圆锥滚子轴承外圈分别装在两个轴承座上，并把蜗杆轴轴承端盖和蜗杆轴轴承端盖分别固定在轴承座上。

注：圆锥滚子外圈的方向。

（3）将蜗杆安装在两个轴承座上，并把两个轴承座固定在分度机构用底板上。

（4）在蜗杆的主动端装入相应键，并用轴端挡圈将小齿轮固定在蜗杆上。

第二步:装配锥齿轮件（1）在小锥齿轮轴）安装锥齿轮的部位装入相应的键，并将锥齿轮和轴套装入。

（2）将两个轴承座分别套在小锥齿轮轴的两端，并用通芯一字螺丝刀将四个角接触轴承以两个一组面对面的方式安装在小锥齿轮轴上，然后将轴承装入轴承座。

注：中间加（间隔环）。

（3）在小锥齿轮轴）的两端分别装入φ15轴用弹性挡圈，将两个轴承座透盖固定到轴承座上。