【正文】 短行程的沿工件軸向的直線進給運動)，且對加工對象、生產(chǎn)批量、性能價格比等因素進行總體評估后，決定進給傳動系統(tǒng)均采用“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲桿副”的驅(qū)動方式。并根據(jù)進給傳動鏈最短原則，伺服電動機應與進給運動的絲桿連接。原機床的軸向進給是由主電機通過多級齒輪傳動傳遞給驅(qū)動溜板箱的滾珠絲桿軸來實現(xiàn)的，出于數(shù)控化再制造的考慮，拆掉主電機與滾珠絲桿軸間的多級齒輪傳動部分，盡量縮短傳動鏈，通過聯(lián)軸器把伺服電機加在滾珠絲桿軸的軸端，直接驅(qū)動溜板箱的運動以實現(xiàn)軸向進給，滾珠絲杠仍安置在原絲杠的位置，以減小再設計的工作量。圖7所示為采用了“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲桿副”的進給驅(qū)動方式再制造后的機床軸向(X軸)進給傳動結(jié)構(gòu)圖。在滾珠絲杠的支承中，靠近伺服電機端采用成對角接觸軸承，以承受徑向和雙向軸向載荷；另一端采用向心球軸承。滾珠絲杠副采用雙螺母預緊，其預緊力約為最大軸向負荷的三分之一左右。絲杠轉(zhuǎn)動應平穩(wěn)、輕快、無阻滯現(xiàn)象。1—伺服電機；2—聯(lián)軸器；3—軸承；4—軸承；5—滾珠絲杠；6—溜板箱；7—軸承圖44再制造后的X軸傳動結(jié)構(gòu)圖原機床的徑向進給是通過凸輪機構(gòu)驅(qū)動的，為了摒棄凸輪機構(gòu)驅(qū)動所帶來的眾多缺陷(如振動、噪聲)，在數(shù)控化再制造的過程中，拆掉凸輪機構(gòu)，同樣采用“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲桿副”的進給驅(qū)動方式以實現(xiàn)機床的徑向進給，導軌副采用直線滾動導軌副。為了獲得高精度、高剛度的進給系統(tǒng)，除了選用高精度、高剛度的滾珠絲桿副，還必須重視對滾珠絲杠支承方式的設計。滾珠絲桿副的支承，主要是約束絲杠的軸向竄動，其次才是徑向約束。滾珠絲杠的支承方式主要有以下三種：一端軸向固定一端自由，此支承方式的特點是：軸向剛度較低，適用于低轉(zhuǎn)速的短絲杠及豎直的絲杠；一端軸向固定一端簡支，此支承方式的特點是：適用于較長的臥式安裝絲杠；兩端均軸向固定，此支承方式的特點是：適用于對剛度及位移精度要求較高的長絲杠。本數(shù)控化再制造項目的應用情況是屬于中等速度、中等載荷、行程范圍也不大的較長臥式安裝絲杠，綜合考慮各種因素，決定滾珠絲杠采用一端軸向固定一端簡支的支承方式。在靠近伺服電機的一端，滾珠絲杠采用兩個單向精密推力軸承分別承受兩個方向的軸向載荷，約束絲杠的軸向竄動。另一端采用向心球軸承用以承受徑向載荷。在電機和滾珠絲杠之間采用聯(lián)軸器聯(lián)接[24]。（1）砂輪數(shù)控修整器工作原理為了提高砂輪修整的精度和效率，將原滾刀鏟齒車床的手工金剛筆修整法再設計為在線數(shù)控(CNC)修整法。圖8所示是根據(jù)砂輪修整原理設計的砂輪數(shù)控修整器工作原理圖。圖45砂輪數(shù)控修整器工作原理示意圖砂輪修整器是由進給機構(gòu)、金剛石修整輪和金剛石修整輪動力源三部分組成的。進給機構(gòu)采用UW工作臺，主要包括修整器CNC系統(tǒng)、U方向的伺服驅(qū)動及定位組件、W方向的伺服驅(qū)動及定位組件。由U方向的驅(qū)動及定位組件、W方向的驅(qū)動及定位組件、修整器數(shù)控系統(tǒng)其它組件、金剛石修整輪及修整輪動力源所組成的砂輪修整器安裝在中拖板的支架上。砂輪修整器在修整時是通過金剛石修整輪與砂輪反向或同向旋轉(zhuǎn)(一般采用同向旋轉(zhuǎn)，因為反向旋轉(zhuǎn)使金剛石修整輪磨損更快，使用壽命不如同向旋轉(zhuǎn))，引起金剛石顆粒和砂輪磨粒撞擊而使磨粒碎裂、脫落，形成新的磨粒切削刃，來達到修整目的。該砂輪修整器的工作原理是CNC系統(tǒng)用設計的母線截面NC程序控制U方向的伺服驅(qū)動及定位組件和W方向的伺服驅(qū)動及定位組件聯(lián)動，并將此聯(lián)動作為高速旋轉(zhuǎn)的金剛石修整輪的修整運動軌跡將成型砂輪的母線截面修整成所需的形狀。U方向和W方向的定位組件分別獲得U坐標和W坐標并反饋到CNC系統(tǒng)，修正U向和W向的位置誤差。（2）砂輪數(shù)控修整器機械本體設計本砂輪修整器機械本體的總體思路是采用“十字工作臺”形式，各軸進給均采用“旋轉(zhuǎn)伺服電機+滾珠絲桿副”的直線滾動導軌副進給驅(qū)動方式，滾珠絲杠采用一端軸向固定一端簡支的支承方式。其傳動結(jié)構(gòu)圖與Z軸類似。UW十字工作臺由底座、U向運動的下拖板、W向運動的上拖板、分別帶動上下拖板運動的U向驅(qū)動機構(gòu)和W向驅(qū)動機構(gòu)、分別安裝在上拖板、下拖板之間和下拖板與底座之間的雙滑塊滾動導軌組成。為了獲得高旋轉(zhuǎn)線速度，提高砂輪的修整精度，金剛石修整輪動力源采用的是電主軸，金剛石修整輪直接安裝在電主軸的軸端，電主軸通過電主軸座安裝在UW十字工作臺W向運動的上拖板上，使得機械本體的結(jié)構(gòu)緊湊，運行更加平穩(wěn)，減少了振動。砂輪修整器機械本體的總體結(jié)構(gòu)如圖46所示。圖46砂輪修整器結(jié)構(gòu)示意圖為了更好的適應再制造后新系統(tǒng)的加工要求，需要對磨頭的結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動方式進行改造。再制造后車床的磨頭采用了滾刀鏟齒車床原有的磨頭結(jié)構(gòu)形式，即砂輪軸的前后端各用兩個C級精度的角接觸軸承，采用背對背支承結(jié)構(gòu)。為提高負載承受能力，將磨頭軸徑由原來的50 mm改為70 mm。在對磨頭的驅(qū)動方式進行改造設計時，考慮到使用同步齒形帶可自由調(diào)節(jié)傳動比，且沒有傳動間隙，工作中沒有沖擊，傳動零件的制造精度相對來說可低一些[25]，故選擇同步齒形帶對磨頭的驅(qū)動方式進行改造設計。改換掉磨頭由置于后支架上的砂輪三相交流異步電機通過平皮帶驅(qū)動的方式，由伺服電機通過同步齒形帶傳遞動力。并借鑒原磨頭底座的結(jié)構(gòu)形式，通過一個改制的新磨頭底座將磨頭直接固定在中拖板上用于調(diào)整螺旋角的支架板上，大大提高了它的支承剛度，也使得整個結(jié)構(gòu)顯得緊湊，節(jié)省了機構(gòu)空間。在裝夾磨頭的時候，先松開磨頭底座中的調(diào)整螺釘，然后將磨頭裝入磨頭底座，并通過調(diào)節(jié)磨頭底座上的調(diào)整螺釘，讓磨頭底座中的調(diào)整環(huán)將磨頭牢牢的固定在磨頭底座中。其結(jié)構(gòu)如圖47所示。圖47磨頭部分結(jié)構(gòu)圖通過車床零部件的再設計，使得整個結(jié)構(gòu)滿足了數(shù)控化再制造的功能要求。砂輪磨頭組件及砂輪修整組件固定于車床中拖板立柱上的組合組件結(jié)構(gòu)示意圖如圖48所示，將該組合組件安置于中拖板之上，配合機床的中拖板、大拖板及主軸旋轉(zhuǎn)即可以完成所需要的功能。圖48組合組件結(jié)構(gòu)示意圖結(jié) 論針對國內(nèi)現(xiàn)有機械式滾刀鏟齒車床加工精度和加工效率低，無法進行高精度復雜截形滾刀加工等問題，提出了滾刀鏟齒車床的數(shù)控化再制造思路。論文以循環(huán)利用現(xiàn)有滾刀鏟齒車床為出發(fā)點，以解決高精度復雜截形滾刀的高效加工問題為目標，進行了滾刀鏟齒車床的數(shù)控化再制造技術(shù)研究。論文主要研究結(jié)論如下：(1) 提出了采用金剛滾輪替代金剛筆的砂輪兩軸聯(lián)動滾刀鏟齒車床在線數(shù)控修整方案，進行了鏟齒車床零部件的再設計，具體包括機械傳動系統(tǒng)的再制造設計(主軸及工作臺橫縱向移動機構(gòu)設計)、砂輪修整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、磨頭的結(jié)構(gòu)改造設計等。(2) 采用PC+NC型開放式數(shù)控系統(tǒng)的模式，提出了基于PMAC的數(shù)控化再制造專用數(shù)控系統(tǒng)硬件(3) 在分析普通滾刀鏟齒車床工作原理的基礎上，給出了滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造的功能要求，建立了技術(shù)指標體系，設計了數(shù)控化再制造的總體方案，確定了機床的總體布局及控制系統(tǒng)總體方案。致 謝在濱海大學四年的大學學習生活即將結(jié)束之際，我由衷地向教過我的所有老師表示感謝，本文的研究工作是在我的馬淑芳老師的精心指導和悉心關懷下完成的，在我的學業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師辛勤的汗水和心血。老師們的嚴謹治學態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受的啟迪。從尊敬的老師們身上，我不僅學到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學到了做人的道理。也感謝老師們在我生活上無私的幫助，在此我要向我的老師們致以最衷心的感謝和深深的敬意。同時也衷心感謝濱海大學四年來給我提供的良好學習和科研環(huán)境，使我得到了很好的參與課題鍛煉機會，并順利地完成本科學位的攻讀。同時，我要特別深深感謝我的家人，正是他們一如既往的殷切期望和無私的愛，給予我無盡的鼓舞和動力，才使我順利地完成學業(yè)。衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授。參考文獻[1][J] .制造技術(shù)與機床,1999, (6)：6～9.[2][J] .制造技術(shù)與機床,1999,(9)：47～49.[3][J].機械制造,2002,40(10)：25～27.[4]、發(fā)展趨勢[J].世界制造技術(shù)與裝備市場,2001,(1)：34～37.[5][J].工具技術(shù),1994,(12)：30～36.[6]李昌琪[譯].工具和刀具磨床的新發(fā)展[J].世界制造技術(shù)與裝備市場,2002,(6)：46～48.[7][J].機械工程師,1995,(3)：27.[8]章盡瑩,[J].徐州工程學院學報,2006,21(9)：63～66.[9]王隆太,李吉中,李雪峰,[J].揚州大學學報(自然科學版),2001,4(4)：53～56.[10][M].北京:國防工業(yè)出版社,2005,3.[11]閆曉玲,冷崇杰,[J].北京工商大學學報(自然科學版),2008,26(5)：26～29.[12]王仁德,趙春雨,[M].沈陽:東北大學出版社,2002,9.[13]梁豐,何國金,劉俊英,[J].裝備制造技術(shù),2006,(4)：17～18.[14][J].內(nèi)江科技,2008,(8)：107.[15]周祖德,魏仁選,、趨勢及對策[J].中國機械工程,1999,1(10)：1090～1093.[16]胡俊,王宇晗,吳祖育,[J].機械工程師,2000,(3)：5～7.[17][J].機械制造,1988,(1)：31～33.[18]張建鋼,[M].武漢:華中科技大學出版社,2000,8.[19][M].北京:化學工業(yè)出版社,2006,2.[20][J].現(xiàn)代零部件,2004,(6)：336.[21]孫宏成,易廣建,[J].機械設計與制造,2004,[22]Accessory 34AA USER MANUAL[J].DELTA TAU Data Systems,Inc 2004.[23]趙玉剛,[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003,6.[42][M].北京:機械工業(yè)出版社,2000,12.[24][J].中國高新技術(shù)企業(yè),2009,(1)：122～123.[25]王新初,段樹華,、變頻器改造A系列龍門銑床[J].機床電器,2005,(1)：22～23.