数控机床进给模块之机械部件的装配

HYPERLINK数控机床进给模块之机械部件装配一．进给传动系统图纵向和横向进给传动系统图二．系统图的主要构造和功用电动机：1.步进电动机步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的驱动元件。步进电动机是一种特殊的电动机，一般电动机通电后都是连续转动的，而步进电动机则有定位与运转两种状态。当有一个电脉冲输入时，步进电动机就回转一个固定的角度，这角度称为步距角，一个步距角就是一步，所以这种电动机称为步进电动机。又由于它输入的是脉冲电流，也称作脉冲电动机。当电脉冲连续不断地输入，步进电动机便跟随脉冲一步一步地转动，步进电动机的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例，在时间上与输入脉冲同步。因此，只需控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组的通电顺序，便可获得所需转角、转速和方向。在无脉冲输入时，步进电动机的转子保持原有位置，处于定位状态。步进电动机的调速范围广、惯量小、灵敏度高、输出转角能够控制，而且有一定的精度，常用作开环进给伺服系统的驱动元件。与闭坏系统相比，它没有位置速度反馈回路，控制系统简单，成本大大降低，与机床配接容易，使用方便，因而在对精度、速度要求不十分高的中小型数控机床上得到了广泛地应用。2.直流伺服电动机由于数控机床对进给伺服驱动装置的要求较高，而直流电动机具有良好的调速特性，因此在半闭坏、闭坏伺服控制系统中，得到较广泛地使用。直流进给伺服电动机就其工作原理来说，虽然与普通直流电动机相同。然而，由于机械加工的特殊要求，一般的直流电动机是不能满足需要的。首先，一般直流电动机转子的转动惯量过大，而其输出转矩则相对较小。这样，它的动态特性就比较差，尤其在低速运转条件下，这个缺点就更突出。在进给伺服机构中使用的是经过改进结构，提高其特性的大功率直流伺服电动机，主要有以下两种类型：（1）小惯量直流电动机。主要结构特点是其转子的转动惯量尽可能小，因此在结构上与普通电动机的最大不同是转子做成细长形且光滑无槽。以此表现为转子的转动惯量小，仅为普通直流电动机的1/10左右。因此，响应特别快，机电时间常数可以小于10ms，与普通直流电动机相比，转矩与惯量之比要大出40~50倍。且调速范围大，运转平稳，适用于频繁起动与制动，要求有快速响应（如数控钻床、冲床等点定位）的场合。但由于其过载能力低，并且电动机的自身惯量比机床相应运动部件的惯量小，因此应用时都要经过一对中间齿轮副，才能与丝杠相连接，在某些场合也限制了它广泛地使用。（2）大惯量直流电动机。又称宽调速直流电动机，是在小惯量电动机的基础上发展起来的。在结构上和常规的直流电动机相似，其工作原理相同。当电枢线圈通过直流电流时，就会在定子磁场的作用下，产生带动负载旋转的电转矩。小惯量电动机是从减小电动机转动转量来提高电动机的快速性，而大惯量电动机则是在维持一般直流电动机转动惯量的前提下，尽量提高转矩的方法来改善其动态特性。它既具有一般直流电动机便于调速、机械特性较好的优点，又具有小惯量直流电动机的快速响应性能。因此，可归纳为以下特点：1）转子惯量大。这种电动机的转子具有较大的惯量，容易与机床匹配。可以和机床的进给丝杠直接连接，省掉了减速机构，故可使机床结构简单，即避免了齿轮等传动机构产生的噪声和振动，又提高了加工精度。2）低速性能好。这种电动机低速时输出转矩大，能满足数控机床经常在低速进给时进给量大、转矩输出大的特点，如能在1r/min甚至0.1r/min下平稳运转。3）过载能力强、动态响应好。由于大惯量直流电动机的转子有槽，热容量大，同时采用了冷却措施后，提高了散热能力。因此可以过载运行30分钟。另外，电动机的定子采用矫顽力很高的铁氧体永磁材料，可使电动机过载10倍而不会去磁，这就显著地提高了电动机的瞬间加速力矩，改善了动态响应，加减速特性好。4）调速范围宽。这种电动机机械特性和调速特性的线性度好，所以调速范围宽而运转平稳。一般调速范围可达1∶10000以上。大惯量直流电动机尽管有上述优点，但仍有不如其它驱动元件的地方，如运行调整不如步进电动机简便；快速响应性能不如小惯量电动机。这种驱动系统可直接接有高精度检测元件，如一些测量转速和转角等检测元件，实现半闭坏、闭环伺服系统的精确定位。3.交流伺服电动机尽管直流伺服电动机具有优良的调速性能，但直流电动机存在着不可避免的缺点：它的电刷和换向器易磨损，需经常维护；另外换向时易产生火花，使电机的最高转速受到限制，也使应用环境受到限制。而且，直流电动机结构复杂，制造成本高。随着大规模集成电路、计算机控制技术及现代控制理论的发展与应用，80年代交流伺服驱动技术取得了突破性地进展，使得交流伺服电动机具备了调速范围宽、稳速、精度高、动态响应快以及其它良好的技术性能。交流电动机转子惯量较直流电动机小，动态响应更好，在一般同样体积下，交流电动机的输出功率可比直流电动机提高10%~70%，因此交流电动机可选得大一些，以达到更高的电压与转速。交流伺服电动机采用了全封闭无刷构造，不需要定期检查与维修定子，省去了铸造件壳体，比直流电动机在外形尺寸上减少了50%，重量减轻近60%，转子惯量减至20%。定子铁芯较一般电动机开槽多且深，绝缘可靠，磁场均匀。还可对定子铁芯直接冷却，散热效果好。因而传给机械部分的热量少，提高了整个系统的可靠性。转子采用具有精密磁极形状的永久磁铁，可得到高的转矩/惯量比。因此交流伺服电动机可得到比直流伺服电动机更硬的机械性能和宽的调速范围，交流伺服以其高的性能、大容量得到了广泛地应用。交流伺服电动机提高性能的关键在于解决对交流电动机的调速控制与驱动。对交流伺服电动机的调速，目前用得较多的是计算机对交流电动机磁场作矢量变换控制，其基本原理是把交流电动机等效为直流电动机，从而使交流电动机像直流电动机一样进行有效地控制。数控进给传动结构：在数控机床进给驱动系统中常用的机械传动装置主要有：滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆-蜗母条、预加载荷双齿轮-齿条及双导程蜗杆等。1.滚珠丝杠螺母副传动 为了提高数控机床进给系统的快速响应性能和运动精度，必须减少运动件的摩擦阻力和动静摩擦力之差。为此，在中小型数控机床中，滚珠丝杠螺母副是采用最普遍的结构。(1）滚珠丝杠副的工作原理。滚珠丝杠副是回转运动与直线运动相互转换的新型传动装置，是在丝杠和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋传动元件。其结构原理示意如图，图中丝杠和螺母上都加工有弧形螺旋槽，将它们套装在一起时，这两个圆弧形的螺旋槽对合起来就形成了螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。当丝杠相对于螺母旋转时，滚珠则既自转又沿着滚道流动。为了防止滚珠从螺母中滚出来，在螺母的滚道两端用返回装置（又称回珠器）连接起来，使滚珠滚动数圈后离开滚道，通过返回装置返回其入口继续参加工作，如此往复循环滚动。（2）滚珠丝杠副的特点。由以上滚珠丝杠螺母副传动的工作过程，可以明显看出滚动丝杠副的丝杠与螺母之间是通过滚珠来传递运动的，使之成为滚动摩擦，这是滚珠丝杠区别于普通滑动丝杠的关键所在，其特点主要有以下几点：1）传动效率高。滚珠丝杠副的传动效率高达95%~98%，是普通梯形丝杠的3~4倍，功率消耗减少2/3~3/4.2）灵敏度高、传动平稳。由于是滚动摩擦，动静摩擦系数相差极小。因此低速不易爬行，高速传动平稳。3）定位精度高、传动刚度高。用多种方法可以消除丝杠螺母的轴向间隙，使反向无空行程，定位精度高，适当预紧后，还可以提高轴向刚度。4）不能自锁、有可逆性。即能将旋转运动转换成直线运动，也能将直线运动转换成旋转运动。因此丝杠在垂直状态使用时，应增加制动装置或平衡块。5）制造成本高。滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度及表面粗糙度等要求高，制造工艺较复杂，成本高。（3）滚珠丝杠副的循环方式。常用的循环方式有两种：滚珠在循环反向过程中，与丝杠滚道脱离接触的称为外循环；而在整个循环过程中，滚珠始终与丝杠各表面保持接触的称为内循环。外循环回流方式内循环回流方式1）、外循环外循环是滚珠在循环过程结束后通过螺母外表的螺旋槽或插管返回丝杠螺母间重新进入循环。如图3-7所示，外循环滚珠丝杠螺母副按滚珠循环时的返回方式主要有端盖式、插管埋入式、插管突出式和螺旋槽式。如图3-7（a）所示为端盖式。在螺母末端加工出以纵向孔，作为滚珠的回程管道，螺母两端的盖板上开有滚珠的回程口，滚珠由此进入回程管，形成循环。如图3-7（b）所示为插管式。它用弯管作为返回管道，在螺母外圆上装有螺旋形的插管口，其两端接入滚珠螺母工作始末两端孔中，以引导滚珠通过插管，形成滚珠的多圈循环链。这种形式结构简单，工艺性好，承载能力较高，但径向尺寸较大。目前应用最为广泛，也可用于重载传动系统中。如图3-7（c）所示为螺旋槽式。它在螺母的外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔并与螺纹管道相切，形成返回通道，这种结构径向尺寸较小，但制造较复杂。2）、内循环如图3-8所示为内循环滚珠丝杠。内循环均采用反向器实现滚珠循环，它靠螺母上安装的反向器接通相邻两滚道，形成一个闭合的循环回路，使滚珠成单圈循环。反向器2的数目与滚珠圈数相等，一般有2—4个，且沿圆周等分分布。这种类型的结构紧凑，刚度好，滚珠流通性好，摩擦损失小效率高；适用于高灵敏、高精度的进给系统，不宜用于重载传动，且制造较困难。反向器有两种类型：圆柱凸键反向器和扁圆镶块反向器。如图3-8（a）所示为圆柱凸键反向器，他的圆柱部分嵌入螺母内，端部开有反向槽。反向槽靠圆柱外圆面及其上端的圆键定位，以保证对准螺纹滚道方向。如图3-8（b）所示为扁圆镶块反向器，反向器为一般圆头平键形镶块，镶块嵌入螺母的切槽中，其端部开有反向槽，用镶块的外轮廓定位。两种反向器比较，后者尺寸较小，从而减小了螺母的径向尺寸及缩短了轴向尺寸。但这种反向器的外轮廓和螺母上的切槽尺寸精度要求较高。滚珠丝杠的螺旋滚道型面螺旋滚道型面（即滚道法向截形）的形状有多种，常见的截形有单圆弧型面和双圆弧型面两种。如图3-9所示为螺旋滚道型面的简图，图中钢球与滚道表面在接触点处的公法线与螺纹轴线的垂线间的夹角称为接触角α，理想接触角α=45°。（4）滚珠丝杠副轴向间隙调整和预紧方法滚珠丝杠副的轴向间隙，是指负载时滚珠与滚道型面接触的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和，它直接影响其传动刚度和精度。（5）滚珠丝杠副的使用防护。滚珠丝杠副和其它滚动摩擦的传动元件一样，如有硬质的灰尘或切屑等脏物落进滚道，就会妨碍滚珠的运转并加速磨损，因此有效地防护密封和保持润滑油的清洁就显得十分必要。常用的防尘密封装置有密封圈和防护罩相结合，密封圈系在滚珠螺母的两端，和丝杠直接接触，其材料有毛毡圈、耐油橡皮或尼龙等，防尘效果好。但有接触压力、摩擦力矩增加的现象，所以有时采用非接触式、由聚氯乙烯等塑料制成的迷宫密封圈。对于暴露在外面的丝杠一般采用伸缩套筒式、折叠式的塑料或人造革等形式的防护罩，以防止空气中尘埃或粘附在丝杠表面。滚珠丝杠副和普通滑动丝杠螺母副一样，要用润滑剂来提高耐磨性及传动效率。润滑剂可分为润滑油或润滑脂两大类。润滑油可采用一般机械油或90~180号透平油或140号主轴油，经过壳体上的油孔而注入螺纹的空间内。润滑脂可采用锂基油脂，油脂则加在螺纹滚道和安装螺母的壳体空间内。2.其它进给传动机构（1）静压蜗杆-蜗母条传动。蜗杆-蜗母条机构是丝杠螺母机构的一种特殊形式，蜗杆可看作长度很短的丝杠，蜗母条则可看作一个很长的螺母沿轴向剖开后的一部分。液体静压蜗杆-蜗母条机构是在蜗杆-蜗母条的啮合齿面间注入压力油，以形成一定厚度的油膜，使两啮合面形成液体摩擦，特别适宜重型数控机床的进给传动系统。进给伺服电动机通过联轴器与蜗杆相联，产生旋转运动。蜗母条与运动部件（工作台）相联，以获得往复直线运动。这种形式常用于龙门式铣床的工作台进给驱动。（2）双齿轮-齿条传动。齿轮-齿条是行程较长的大型数控机床上常用的进给传动形式。适用于传动刚性要求高，传动精度不太高的场合。采用齿轮-齿条传动时，必须采取消除齿侧间隙的措施。通常采用两个齿轮2，3与齿条啮合的方法，专用的预加载机构使两齿轮以相反方向预转过微小的角度，使两齿轮分别与齿条的两侧齿面贴紧，从而消除间隙。（3）双导程蜗杆传动。为了扩大工艺范围，提高生产效率，数控机床除了直线进给运动之外，还有圆周进给运动。可由回转工作台来实现，其进给传动一般采用蜗轮-蜗杆传动。用于这种传动的蜗轮-蜗杆除应有较高的制造精度和装配精度外，还要采取一定的措施来消除蜗轮-蜗杆副的传动间隙，通常的方法是双导程蜗杆传动。它的啮合原理与普通蜗杆-蜗轮传动无本质的差别，区别在于蜗杆的左右齿面具有不同的节距（导程），而同侧齿面的节距（导程）是相等的，各齿中间点节距L0（导程）也是相等的。如左侧齿面的节距为Ll=L0-△L时，而右侧齿面的节距为Lr=L0+△L，比左侧都大了2△L的数值，这就会造成蜗杆的齿面从左到右逐渐变厚。与之啮合的蜗杆则和普通蜗轮一样，当蜗杆沿轴向向左移动时，啮合间隙逐渐减小直至消除。3、进给传动导轨导轨是伺服进给系统的重要环节之一，它对数控机床的刚度、精度与精度保持性等有着重要地影响，现代数控机床的导轨，对导向精度、精度保持性、摩擦特性、运动平稳性和灵敏度都有更高地要求，在材料和结构上起了“质”地变化，已不同于普通机床的导轨。1.塑料滑动导轨为了进一步降低普通滑动导轨的摩擦系数，防止低速爬行，提高定位精度，为此在数控机床上普遍采用塑料作为滑动导轨的材料，使原来铸铁-铸铁的滑动变为铸铁-塑料或钢-塑料的滑动。（1）塑料软带。也称聚四氟乙烯导轨软带，导轨材料是以聚四氟乙烯为基体，加入青铜粉、二硫化钼和石墨等填充剂混合烧结，并做成软带状，厚度约1.2mm。塑料软带用特殊的粘结剂粘贴在短的或动导轨上，它不受导轨形状的限制，各种组合形状的滑动导轨均可粘贴；导轨各个面，包括下压板面和镶条也均可以粘贴。由于这类导轨软带采用粘贴的方法，习惯上也称为“贴塑导轨”。（2）塑料涂层。是以环氧树脂为基体，加入铁粉、二硫化钼和胶体石墨，加入增塑剂，混合成液膏状为一组份，与固化剂为另一组份，而组成的双组份塑料涂层。由于这类涂层导轨采用涂刮或注入膏状塑料的方法，习惯上也称为“涂塑导轨”或“注塑导轨”。（3）塑料导轨的特点。1)摩擦特性好。实验表明，铸铁-淬火钢或铸铁-铸铁导轨副的动、静摩擦系数相差较大，近一倍。而金属-聚四氟乙烯导轨软带（Turcite-B、TSF）的动、静摩擦系数基本不变，而且摩擦系数很低。这种良好的摩擦特性能防止低速爬行，使机床运行平稳，以获得高的定位精度。2)耐磨性好。除摩擦系数低外，塑料材料中含有青铜、二硫化钼和石墨，因此其本身具有自润滑作用，对润滑油的供油量要求不高，采用间歇式供油即可。另外，塑料质地较软，即使嵌入细小的金属碎屑、灰尘等，也不致于损伤金属导轨面和软带本身，可延长导轨的使用寿命。3)减振性好。塑料的阻尼性能好，其减振消声的性能对提高摩擦副的相对运动速度有很大的意义。4)工艺性好。可降低对塑料结合的金属基体的硬度和表面质量，而且塑料易于加工（铣、刨、磨、刮），使导轨副接触面获得良好的表面质量。除此之外，塑料导轨还以其良好的经济性、结构简单、成本低，目前在数控机床上得到广泛地使用。2.滚动导轨滚动导轨是在导轨工作面之间安装滚动体（滚珠、滚柱和滚针），与滚珠丝杠的工作原理类似，使两导轨面之间形成的摩擦为滚动摩擦。动、静摩擦系数相差极小，几乎不受运动速度变化的影响。直线滚动导轨是目前最流行的一种新形式。直线滚动导轨主要由导轨体、滑块、滚珠、保持器、端盖等组成。生产厂把滚动导轨的预紧力调整适当，成组安装，所以这种导轨又称为单元式直线滚动导轨。使用时，导轨固定在不运动部件上，滑块固定在运动部件上。当滑块沿导轨体移动时，滚珠在导轨和滑块之间的圆弧直槽内滚动，并通过端盖内的滚道，从工作负荷区到非工作负荷区，然后再滚动到工作负荷区，不断循环，从而把导轨体和滑块之间的移动变成了滚珠的滚动。为防止灰尘和脏物进入导轨滚道，滑块两端及下部均装有塑料密封垫，滑块还有润滑油注油杯。滚动导轨的最大优点是摩擦系数小，比塑料导轨还小；运动轻便灵活，灵敏度高；低速运动平稳性好，不会产生爬行现象，定位精度高；耐磨性好，磨损小，精度保持性好；且润滑系统简单，为此滚动导轨在数控机床上得到普遍地应用。但是，滚动导轨的抗振性较差，结构复杂，对脏物较敏感，必须要有良好的防护措施。3.静压导轨静压导轨是在两个相对运动的导轨面间通入压力油，使运动件浮起。工作过程中，导轨面上油腔中的油压能随着外加负载的变化自动调节，以平衡外负荷，保证导轨面始终处于纯液体摩擦状态。静压导轨的摩擦系数极小（约为0.0005），功率消耗少，由于系统液体摩擦，故导轨不会磨损，因而导轨的精度保持性好，寿命长。油膜厚度几乎不受速度的影响，油膜承载能力大、刚性好、吸振性良好，导轨运行平稳，既无爬行，也不产生振动。但静压导轨结构复杂，并需要有一个具有良好过滤效果的液压装置，制造成本较高。目前，静压导轨较多地应用在大型、重型数控机床上。三、数控机床对传动系统的要求为确保数控机床进给系统的传动精度和工作平稳性等，在设计机械传动装置时，提出如下要求。1、高传动精度与定位精度数控机床进给传动装置的传动精度和定位精度对零件的加工精度起着关键性的作用，对采用步进电动机驱动的开环控制系统尤其如此。无论对点位、直线控制系统，还是轮廓控制系统，传动精度和定位精度都是表征数控机床性能的主要指标。设计中，通过在进给传动链中加入减速齿轮，以减小脉冲当量，预紧传动滚珠丝杠，消除齿轮、蜗轮等传动件的间隙等办法，可达到提高传动精度和定位精度的目的。由此可见，机床本身的精度，尤其是伺服传动链和伺服传动机构的精度，是影响工作精度的主要因素。2．宽的进给调速范围伺服进给系统在承担全部工作负载的条件下，应具有很宽的调速范围，以适应各种工件材料、尺寸和刀具等变化的需要，工作进给速度范围可达3~6000mm/min。为了完成精密定位，伺服系统的低速趋近速度达0.1mm/min；为了缩短辅助时间，提高加工效率，快速移动速度应高达15m/min。在多坐标联动的数控机床上，合成速度维持常数，是保证表面粗糙度要求的重要条件；为保证较高的轮廓精度，各坐标方向的运动速度也要配合适当；这是对数控系统和伺服进给系统提出的共同要求。3．响应速度要快所谓快速响应特性是指进给系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度，即跟踪指令信号的响应要快；定位速度和轮廓切削进给速度要满足要求；工作台应能在规定的速度范围内灵敏而精确地跟踪指令，进行单步或连续移动，在运行时不出现丢步或多步现象。进给系统响应速度的大小不仅影响机床的加工效率，而且影响加工精度。设计中应使机床工作台及其传动机构的刚度、间隙、摩擦以及转动惯量尽可能达到最佳值，以提高进给系统的快速响应特性。4．无间隙传动进给系统的传动间隙一般指反向间隙，即反向死区误差，它存在于整个传动链的各传动副中，直接影响数控机床的加工精度；因此，应尽量消除传动间隙，减小反向死区误差。设计中可采用消除间隙的轴节及有消除间隙措施的传动副等方法。5、稳定性好、寿命长稳定性是伺服进给系统能够正常工作的最基本的条件，特别是在低速进给情况下不产生爬行，并能适应外加负载的变化而不发生共振。稳定性与系统的惯性、刚性、阻尼及增益等都有关系，适当选择各项参数，并能达到最佳的工作性能，是伺服系统设计的目标。所谓进给系统的寿命，主要指其保持数控机床传动精度和定位精度的时间长短，及各传动部件保持其原来制造精度的能力。设计中各传动部件应选择合适的材料及合理的加工工艺与热处理方法，对于滚珠丝杠和传动齿轮，必须具有一定的耐磨性和适宜的润滑方式，以延长其寿命。6．大的转矩输出机床加工大多在低速时进行重切削，则要求低速时进给驱动要有大的转矩输出。为此，需缩短进给驱动传动链，简化机械结构，增强系统刚性，提高传动精度。7、机床可逆运行。可逆运行要求能灵活地正反向运行。在加工过程中，机床工作台处于随机状态，根据加工轨迹的要求，随时都可能实现正向或反向运动。同时要求在方向变化时，不应有反向间隙和运动的损失。从能量角度看，应该实现能量的可逆转换，即在加工运行时，电动机从电网吸收能量变为机械能：在制动时应把电动机的机械惯性能量变为电能回馈给电网，以实现快速制动。8、减小运动惯量运动部件的惯量对私服机构的启动和制动特性都有影响尤其是处于高速运转的零部件，惯量的影响更大。因此在满足部件强度和刚度的前提下，尽可能减小运动部件的质量，减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的惯量。9、减小摩擦阻力为了提高数控机床进给系统的快速反应性能和精度，必须减小运动部件的摩擦阻力和动、静摩擦力之差。为满足上述要求，在数控机床进给系统中，普遍采用滚珠丝杆螺母副、静压丝杆螺母副，滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。在减小摩擦阻力的同时，还必须考虑传动部件要有适度的阻尼，以保持系统的稳定性。（9、10：数控机床的机械结构与维修）10.使用维护方便数控机床属高精度自动控制机床，主要用于单件、中小批量、高精度及复杂件的生产加工，机床的开机率相应就高，因此，进给系统的结构设计应便于维护和保养，最大限度地减小维修工作量，以提高机床的利用率。11、高谐振为了提高进给的抗振性，应使机械构件具有较高的固有频率和合适的阻尼，一般要求进给系统的固有频率应高于伺服驱动系统的固有频率2~3倍。四、进给系统的装配装配的概念装配是按规定的技术要求,将零件或部件进行配合和联系,使之成为半成品或成品的工艺过程。整机装配是生产过程中的最后一个阶段,它包括装配、调整、检验和试验等工作,且产品的最终质量由装配保证。装配工艺配合法的确定装配的工艺配合法和工作组织形式是根据产品的结构、零件大小、制造精度、生产规模等因素来选择的。工艺配合法与尺寸链的解算密切相关。选择工艺配合法需找出装配的全部尺寸链,结合设计要求和制造的经济性,经过合理的技术计算,把封闭环的公差值分配给各组成环,确定各环的公差和极限尺寸。装配的最终精度,从有关尺寸链的解算而获得。工艺配合法分为四种:(1)互换装配法;(2)选配法;(3)修配法;(4)调整法。互换装配法互换装配法是在装配时各配合零件不经修理、选择或调整即可达到装配精度的方法。其实质就是用控制零件的加工误差的方法来保证装配精度。军工所目前多为单件小批量生产方式,因而装配中为保证质量大多数选用互换装配法。稳定平台中关键件纵横摇的空间正交精度0.02mm,同轴度为0.03mm和0.04mm,就是靠加工予以保证的。重要件方位旋转关节(转动部分波导管和固定部分波导管)中的主要精度尺寸,是经两部分波导装配后,通过精心换算工艺尺寸链,靠加工予以保证的。其中尺寸链的解算略。选配法(适用于大批量生产方式)选配法是将尺寸链中组成环的公差放大到经济可行的程度,然后选择合适的零件进行装配,以保证规定的精度。它按形式不同可分为三类:直接选配法、分组选配法和复合选配法,如屏蔽罩等。修配法修配法是在装配时,根据实际测量的结果,改变尺寸链中某预定的修配件(修配环)的尺寸,使封闭环达到规定的装配精度的方法。如波导管与法兰盘、轴与轴承等的配合均采用此法。调整法调整法是将尺寸链中组成环在按经济加工的加工精度确定公差时,选择其中一个或几个适当尺寸的调节件(调节环)进行调整,来保证规定的装配精度要求。这种调整件可起到补偿装配累积误差的作用,故亦称补偿件。如偏心轴承套、轴承端盖、锁紧螺母等。一、滚珠丝杆螺母副的安装（1）一端装推力轴承（固定——自由式）如图a所示，这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，只适用于短丝杠，一般用于数控机床的调节或升降台式数控铣床的立向（垂直）坐标中。（2）一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承（固定—支承式）如图b所示，这种方式可用于丝杠较长的情况。应将推力轴承远离液压马达等热源及丝杠上的常用段，以减少丝杠热变形有影响。（3）两端装推力轴承（单推—单推式或双推—单推式）如图c所示，把推力轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，这样做的好处是：这样有助于提高刚度，丝杠不会因温升而伸长，从而保持丝杠的精度；减少丝杠因自重引起的弯曲变形；在推力轴承预紧力大于丝杠最大轴向载荷1/3的条件下，丝杠拉压刚度可提高四倍。但这种安装方式对丝杠的热变形较为敏感，轴承的寿命较两端装推力轴承及向心球轴承方式低。（4）两端装推力轴承及深沟球轴承（固定—固定式）如图d所示，为使提高丝杠的刚度，它的两端可用双重支承，即推力轴承加深沟球轴承，并施加预紧拉力。这种结构方式不能精确地预先测定预紧力，预紧力的大小是由丝杠的温度变形转化而产生的，丝杠的热变形转化为止推轴承的预紧力。但设计时要求提高推力轴承的承载能力和支架刚度。滚珠丝杠的支撑方式(a)仅一端装推力轴承;(b)一端装推力轴承，另一端装深沟球轴承；(c)两端装推力轴承;(d)两端装推力轴承和深沟球轴承近年来出现一种滚珠丝杠轴承，其结构如下图所示。这是一种能够承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触角增大到600，增加了滚珠的数目并相应减小滚珠的直径。这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高两倍以上，使用极为方便。产品成对出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端盖将内环和外环压紧，就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。二、电动机与丝杆间的连接数控机床进过传动对位置精度、快速响应性能、调速范围有较高的要求：实现进给传动的电动机主要有三种：步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。目前，步进电动机只用于经济型数控机床，交流伺服电动机作为比较理想的执行元件正逐步替代直流伺服电动机。当采用不同的执行元件时，数控机床进给系统会有所不同。电动机与丝杆间的联接主要有三种形式，如图所示。1）齿轮传动方式数控机床在进给传动装置中一般采用齿轮传动副来达到一定的降速要求，由于齿轮存在一定的齿侧间隙，会使运动造成反向传动间隙，对闭环系统来说，齿侧间隙会影响系统的稳定性。因此，齿轮传动副常采用消隙机构来尽量减小齿侧间隙。2）同步带轮传动形式这种联接形式的结构比较简单。同步带轮传动综合了带传动和链传动的优点，可以避免齿轮传动时引起的振动和噪声，但只能适用于低转矩特性要求的场合，安装时中心距要求严格，带宇带轮的制造工艺复杂。3）联轴器传动型式通常电动机轴宇丝杆之间采用锥环无键联接或高精度联轴器联接，从而使进给系统具有较高的传动精度和传动刚度，并大大简化了传动机构。在加工中心和精度较高的数控机床的进给系统传动中，普遍采用这种联接方式。五、装配工艺过程在装配系统图的基础上,划分装配工序、规定工序计划(包括调整和检验工序),并按我所规定的格式编制工艺过程卡。稳定平台的装配内容主要如下（其它按顺序装配,具体内容略）。装配前的准备工作(1)装配前进行零件的清洗,获得所需的清洁度。首先按图纸齐套零件后,领取汽油3kgΠ台～5kgΠ台,润滑脂“201”、密封胶“601”、万能胶“801”、硅橡胶“414”等。清洗各部件,将齿轮、轴承等零件清洗后,检查轴承是否有卡滞现象,清洗好上润滑油待用,用万能胶将密封垫粘贴到相应的零件上。(2)为达到工艺上的装配精度要求,对有关零件进行刮削。因为刮削可以提高工件的尺寸精度和形位精度,降低表面粗糙度和提高接触刚度等。可用涂色法检验,也可用相配的零件检验。经测量的零件,大孔要修配,小孔要用丝锥过孔,不该涂漆的需修刮。另外,方位传动机构经装配调整后,各部件及零件作好拆装标记,以便在平台纵横装配时拆装装配用。(3)对装配工作台面用框式水平仪、平尺对台面的平度、直线度等进行校正校平。（4）某些部件（传动部分）应按图纸要求在装配前进行必要的运转试验,试验合格后,再投入装配。稳定平台装配中的一些具体要求(1)大多数零部件的装配采用的是互换装配法。基准件为底座,底座底面和装支架的上平面需经刮研,确保平面度和平行度要求,检测可用水平仪、平尺进行。(2)旋转零件,如齿轮和啮合间隙等,装配时采用调整或修配法,齿轮副侧隙能否符合规定,在剔除齿轮加工因素以外,与中心距偏差密切相关。由于侧隙还会同时影响齿轮的接触精度,因此要求与接触精度结合起来调整（中心距）。具体有三种方法:a修刮轴承套或轴瓦;b利用本身的调整进行调整。如双片齿轮、偏心的轴承套等;c用表百分表打各个部位的径跳和端跳,以及轴向的窜动,并进行调整。(3)过盈连接件:如轴承、键、销钉等采用压入法,能用压力机的均使用压力机,决不能用榔头直接敲击轴承边缘。轴承的轴向游隙,用垫圈或锁紧螺母进行调整。(4)根据测量误差,对照装配精度要求以调整法和修配法消除其偏差,然后复校装配精度,直达产品所规定的各项技术要求,最后固定、打销。(5)所有盖板在全部机构调整合格后,最后进行紧固、密封,电装在机装调整合格后进行。(6)装配工人技术水平,要求象稳定平台这样复杂的装配,需高级工以上的技术等级,以确保产品的装配质量。有些装配需多人配合,具体见工艺卡。（7）环境条件的要求:工作场地装配间应有防尘、防振措施。对就位精度要求高的纵横摇框架部分,需具有超慢速装置的吊装设备(8)各部件在总装之间和总装之后,均应经过严格检验和必要的试验,各工序件间实行三检,严格工艺纪律。

附录资料：不需要的可以自行删除HYPERLINK电脑故障检测与维修方法电脑故障检测及维修方法软件调试的方法和建议1、操作系统方面。主要的调整内容是操作系统的启动文件、系统配置参数、组件文件、病毒等。修复操作系统启动文件。1)对于Windows9x系统，可用SYS命令来修复（要保证MSDOS.SYS的大小在1KB以上），但要求，在修复之前应保证分区参数是正确的。这可使用诸如DiskMap之类的软件实现；2)对于Windows2000/XP系统，有两种方法――修复启动文件，使用fixboot命令；修复主引导记录，使用fixmbr命令。调整操作系统配置文件。A.对于Windows9x系统，可用的工具很多，如：Msconfig命令、系统文件检查器、注册表备份和恢复命令（scanreg.exe，它要求在DOS环境下运行。另外如果要用scanreg.exe恢复注册表，最好使用所列出的恢复菜单中的第二个备份文件）等；B.对于Windows2000系统，可用的工具与Windows9x相比比较少，但某些调试命令可用Win98中的一些命令（如win98下的Msconfig命令，就可用在windows2000下）；C.对于WindowsXP系统，可用的工具主要是Msconfig命令；D.调整电源管理和有关的服务，可以使用的命令是，在“运行”文本框中输入gpedit.msc来进行；E.所有操作系统的调试，都可通过控制面板、设备管理器、计算机管理器（Windows9x系统无）来进行系统的调试。软件调试的方法和建议组件文件（包括.DLL、.VXD等）的修复A.通过添加删除程序来重新安装；B.通过从.CAB文件中提取安装；C.可用系统文件检查器（sfc.exe命令）来修复有错误的文件；D.从好的机器上拷贝覆盖。检查系统中的病毒。建议使用命令行方式下的病毒查杀软件，并能直接访问诸如NTFS分区软件调试的方法和建议2、设备驱动安装与配置方面。主要调整设备驱动程序是否与设备匹配、版本是否合适、相应的设备在驱动程序的作用下能否正常响应。A.最好先由操作系统自动识别（特别要求的除外，如一些有特别要求的显示卡驱动、声卡驱动、非即插即用设备的驱动等），而后考虑强行安装。这样有利于判断设备的好坏；B.如果有操作系统自带的驱动，则先使用，仍不能正常或不能满足应用需要，则使用设备自带的驱动；C.更换设备，应先卸载驱动再更换。卸载驱动，可从设备管理器中卸载；再从安全模式下卸载；进而在INF目录中删除；最后通过注册表卸载；D.更新驱动时，如直接升级有问题，须先卸载再更新。软件调试的方法和建议3、磁盘状况方面。检查磁盘上的分区是否能访问、介质是否有损坏、保存在其上的文件是否完整等。可用的调整工具：A.DiskMap，方便地找回正确的分区；B.Fdisk及Fdisk/MDR，检查分区是否正确及使主引导记录恢复到原始状态；C.当硬盘容量大于64GB时，如果要重新分区或查看分区，要求使用随机附带的磁盘分区软盘中的Fdisk命令。这个命令可用windowsMe下的Fdisk命令来代替；D.Format、Scandisk、厂商提供的磁盘检测程序，检查磁盘介质是否有坏道；E.文件不完整时，要求对不完整的文件先进行改名，再用在“操作系统方面”中所述的方法重建。软件调试的方法和建议4、应用软件方面。如应用软件是否与操作系统或其它应用有兼容性的问题、使用与配置是否与说明手册中所述的相符、应用软件的相关程序、数据等是否完整等；5、BIOS设置方面。1)在必要时应先恢复到最优状态。建议：在维修时先把BIOS恢复到最优状态（一般是出厂时的状态），然后根据应用的需要，逐步设置到合适值。2)BIOS刷新不一定要刷新到最新版，有时应考虑降低版本。软件调试的方法和建议6、重建系统。在硬件配置正确，并得到用户许可时，可通过重建系统的方法来判断操作系统之类软件故障，在用户不同意的情况下，建议使用自带的硬盘，来进行重建系统的操作。在这种情况下，最好重建系统后，逐步复原到用户原硬盘的状态，以便判断故障点。1)重建系统，须以一键恢复为主，其次是恢复安装，最后是完全重新安装。恢复安装的方法：对于Windows9x系统，直接从光盘安装，或执行tools\sysrec\pcrestor.bat，即可实现恢复安装。在进行恢复安装时，可能由于的存在而影响安装过程的正常进行，这时，可在Windows目录下，删除后，再重新安装。另一种恢复安装，是将根目录下的System.1st改名为System.dat后覆盖掉Windows目录下的同名文件，之后重启即可。但这种方法，不是真正意义上的重新安装，而类似于完全重新安装。对于WindowsXP或Windows2000系统，直接使用其安装光盘启动，在安装界面中选择修复安装，选择R时会出现两个选项：一是快速修复，对于简单问题用此选择；另一是故障修复台，只要选择正确的安装目录就可启用故障修复台。故障修复台界面类似于DOS界面。2)为保证系统干净，在安装前，执行Fdisk/MBR命令（也可用C）。必要时，在此之后执行Format<驱动器盘符>/u[/s]命令。3)一定要使用随机版的或正版的操作系统安装介质进行安装。引发硬件故障的原因1．硬件本身质量不佳。粗糙的生产工艺、劣质的制作材料、非标准的规格尺寸等都是引发故障的隐藏因素。由此常常引发板卡上元件焊点的虚焊脱焊、插接件之间接触不良、连接导线短路断路等故障。2．人为因素影响。操作人员的使用习惯和应用水平也不容小觑，例如带电插拔设备、设备之间错误的插接方式、不正确的BIOS参数设置等均可导致硬件故障。3．使用环境影响。这里的环境可以包括温度、湿度、灰尘、电磁干扰、供电质量等方面。每一方面的影响都是严重的，例如过高的环境温度无疑会严重影响设备的性能等等。4．其他影响。由于设备的正常磨损和硬件老化也常常引发硬件故障。检修硬件故障的原则1．先软件后硬件电脑发生故障后，一定要在排除软件方面的原因（例如系统注册表损坏、BIOS参数设置不当、硬盘主引导扇区损坏等）后再考虑硬件原因，否则很容易走弯路。2．先外设后主机由于外设原因引发的故障往往比较容易发现和排除，可以先根据系统报错信息检查键盘、鼠标、显示器、打印机等外部设备的各种连线和本身工作状况。在排除外设方面的原因后，再来考虑主机。3．先电源后部件作为电脑主机的动力源泉，电源的作用很关键。电源功率不足、输出电压电流不正常等都会导致各种故障的发生。因此，应该在首先排除电源的问题后再考虑其他部件。4．先简单后复杂目前的电脑硬件产品并不像我们想象的那么脆弱、那么容易损坏。因此在遇到硬件故障时，应该从最简单的原因开始检查。如各种线缆的连接情况是否正常、各种插卡是否存在接触不良的情况等。在进行检修硬件故障的步骤1．软件排障还原BIOS参数至缺省设置（开机后按[Del]键进入BIOS设置窗口→选中“LoadOptimizedDefaults”项→回车后按[Y]键确认→保存设置退出）；恢复注册表（开机后按[F8]键→在启动菜单中选择“Commandpromptonly”方式启动至纯DOS模式下→键入“scanreg/restore”命令→选择一个机器正常使用时的注册表备份文件进行恢复）；排除硬件资源冲突（右击[我的电脑]→[属性]→在[设备管理器]标签下找到并双击标有黄色感叹号的设备名称→在[资源]标签下取消“使用自动的设置”选项并单击[更改设置]按钮→找到并分配一段不存在冲突的资源）。检修硬件故障的步骤2．用诊断软件测试使用专门检查、诊断硬件故障的工具软件来帮助查找故障的原因，如NortonTools（诺顿工具箱）等。诊断软件不但能够检查整机系统内部各个部件（如CPU、内存、主板,硬盘等）的运行状况，还能检查整个系统的稳定性和系统工作能力。如果发现问题会给出详尽的报告信息，便于我们寻找故障原因和排除故障。3．直接观察即通过看、听、摸、嗅等方式检查比较明显的故障。例如根据BIOS报警声或Debug卡判断故障发生的部位；观察电源内是否有火花、异常声音；检查各种插头是否松动、线缆是否破损、断线或碰线；电路板上的元件是否发烫、烧焦、断裂、脱焊虚焊；各种风扇是否运转正常等。有的故障现象时隐时现，可用橡皮榔头轻敲有关元件，观察故障现象的变化情况，以确定故障位置。检修硬件故障的步骤4．插拔替换初步确定发生故障的位置后，可将被怀疑的部件或线缆重新插拔，以排除松动或接触不良的原因。例如将板卡拆下后用橡皮擦擦拭金手指，然后重新插好；将各种线缆重新插拔等。如果经过插拔后不能排除故障，可使用相同功能型号的板卡替换有故障的板卡，以确定板卡本身已经损坏或是主板的插槽存在问题。然后根据情况更换板卡。5．系统最小化最严重的故障是机器开机后无任何显示和报警信息，应用上述方法已无法判断故障产生的原因。这时我们可以采取最小系统法进行诊断，即只安装CPU、内存、显卡、主板。如果不能正常工作，则在这四个关键部件中采用替换法查找存在故障的部件。如果能正常工作，再接硬盘……以此类推，直到找出引发故障的罪魁祸首。硬件检修方法1、观察法观察，是维修判断过程中第一要法，它贯穿于整个维修过程中。观察不仅要认真，而且要全面。要观察的内容包括：a、周围的环境；b、硬件环境。包括接插头、座和槽等；c、软件环境；d、用户操作的习惯、过程硬件检修方法2、最小系统法最小系统是指，从维修判断的角度能使电脑开机或运行的最基本的硬件和软件环境。最小系统有两种形式：硬件最小系统：由电源、主板和CPU组成。在这个系统中，没有任何信号线的连接，只有电源到主板的电源连接。在判断过程中是通过声音来判断这一核心组成部分是否可正常工作；软件最小系统：由电源、主板、CPU、内存、显示卡/显示器、键盘和硬盘组成。这个最小系统主要用来判断系统是否可完成正常的启动与运行。硬件检修方法对于软件最小环境，就“软件”有以下几点要说明：a、硬盘中的软件环境，保留着原先的软件环境，只是在分析判断时，根据需要进行隔离如卸载、屏蔽等）。保留原有的软件环境，主要是用来分析判断应用软件方面的问题b、硬盘中的软件环境，只有一个基本的操作系统环境（可能是卸载掉所有应用，或是重新安装一个干净的操作系统），然后根据分析判断的需要，加载需要的应用。需要使用一个干净的操作系统环境，是要判断系统问题、软件冲突或软、硬件间的冲突问题。c、在软件最小系统下，可根据需要添加或更改适当的硬件。如：在判断启动故障时，由于硬盘不能启动，想检查一下能否从其它驱动器启动。这时，可在软件最小系统下加入一个软驱或干脆用软驱替换硬盘来检查。又如：在判断音视频方面的故障时，应需要在软件最小系统中加入声卡；在判断网络问题时，就应在软件最小系统中加入网卡等。最小系统法，主要是要先判断在最基本的软、硬件环境中，系统是否可正常工作。如果不能正常工作，即可判定最基本的软、硬件部件有故障，从而起到故障隔离的作用。硬件检修方法3、逐步添加/去除法逐步添加法，以最小系统为基础，每次只向系统添加一个部件/设备或软件，来检查故障现象是否消失或发生变化，以此来判断并定位故障部位。逐步去除法，正好与逐步添加法的操作相反。逐步添加/去除法一般要与替换法配合，才能较为准确地定位故障部位。4、隔离法是将可能防碍故障判断的硬件或软件屏蔽起来的一种判断方法。它也可用来将怀疑相互冲突的硬件、软件隔离开以判断故障是否发生变化的一种方法。软硬件屏蔽，对于软件来说，即是停止其运行，或者是卸载；对于硬件来说，是在设备管理器中，禁用、卸载其驱动，或干脆将硬件从系统中去除。硬件检修方法5、替换法替换法是用好的部件去代替可能有故障的部件，以判断故障现象是否消失的一种维修方法。好的部件可以是同型号的，也可能是不同型号的。替换的顺序一般为：a、根据故障的现象或故障类别，来考虑需要进行替换的部件或设备；b、按先简单后复杂的顺序进行替换。如：先内存、CPU，后主板，又如要判断打印故障时，可先考虑打印驱动是否有问题，再考虑打印电缆是否有故障，最后考虑打印机或并口是否有故障等；c、最先考查与怀疑有故障的部件相连接的连接线、信号线等，之后是替换怀疑有故障的部件，再后是替换供电部件，最后是与之相关的其它部件。d、从部件的故障率高低来考虑最先替换的部件。故障率高的部件先进行替换。硬件检修方法6、比较法比较法与替换法类似，即用好的部件与怀疑有故障的部件进行外观、配置、运行现象等方面的比较，也可在两台电脑间进行比较，以判断故障电脑在环境设置，硬件配置方面的不同，从而找出故障部位。7、升降温法可在用户同意的情况下，设法降低电脑的通风能力，靠电脑自身的发热来升温；降温的方法有：1）一般选择环境温度较低的时段，如一清早或较晚的时间；2）使电脑停机12~24小时以上等方法实现；3）用电风扇对着故障机吹，以加快降温速度。8、敲打法敲打法一般用在怀疑电脑中的某部件有接触不良的故障时，通过振动、适当的扭曲，甚或用橡胶锤敲打部件或设备的特定部件来使故障复现，从而判断故障部件的一种维修方法。硬件检修方法9、对电脑产品进行清洁有些电脑故障，往往是由于机器内灰尘较多引起的，这就要求我们在维修过程中，注意观察故障机内、外部是否有较多的灰尘，如果是，应该先进行除尘，再进行后续的判断维修。在进行除尘操作中，以下几个方面要特别注意：a、注意风道的清洁b、注意风扇的清洁风扇的清洁过程中，最好在清除其灰尘后，能在风扇轴处，点一点儿钟表油，加强润滑。c、注意接插头、座、槽、板卡金手指部分的清洁金手指的清洁，可以用橡皮擦拭金手指部分，或用酒精棉擦拭也可以。插头、座、槽的金属引脚上的氧化现象的去除：一是用酒精擦拭，一是用金属片（如小一字改锥）在金属引脚上轻轻刮擦。d、注意大规模集成电路、元器件等引脚处的清洁清洁时，应用小毛刷或吸尘器等除掉灰尘，同时要观察引脚有无虚焊和潮湿的现象，元器件是否有变形、变色或漏液现象。e、注意使用的清洁工具清洁用的工具，首先是防静电的。如清洁用的小毛刷，应使用天然材料制成的毛刷，禁用塑料毛刷。其次是如使用金属工具进行清洁时，必须切断电源，且对金属工具进行泄放静电的处理。用于清洁的工具包括：小毛刷、皮老虎、吸尘器、抹布、酒精（不可用来擦拭机箱、显示器等的塑料外壳）。f、对于比较潮湿的情况，应想办法使其干燥后再使用。可用的工具如电风扇、电吹风等，也可让其自然风干。系统报警提示含义1短系统启动正常

1短1短1短系统加电自检初始化失败

1短1短2短主板错误

1短1短3短CMOS或电池失败

1短1短4短ROM

BIOS校验和错误

1短2短1短系统时钟错误

1短2短2短DMA初始化失败

1短2短3短DMA页寄存器错误

1短3短1短RAM刷新错误

1短3短2短基本内存错误

1短3短3短基本内存错误

1短4短1短基本内存地址线错误

1短4短2短基本内存校验错误

BIOS故障案例１、BIOS设置错误，引起内存自检时出错（校验错误）

平常我们买到的内存一般都不带校验，校验内存会比不带校验的内存贵30%到50%，有的原装ECC校验内存更贵得惊人。但是有的用户在BIOS里却把校验一项设为Enable，在内存自检时，会检测不过去，提示内存检测错误，有的人会以为内存校验错就是内存有缺陷，其实报告内存校验错只是因为您的内存没有这项功能而已，解决的方法是在BIOS里将该项设置改为Disable就可以了。

２、主板电池没电

如果电脑每次开机时都不能正确找到硬盘，或者开