田英波张艳萍
随着科技的发展，改革开放的日益加深，我国机电产品开始走向国际市场。目前国内的机床设备与国外相比还很落后，要花费大量的资金更换设备是不现实的，但旧设备又无法满足加工高精度、高质量产品的要求，这样产品就很难进入国际市场。因此对旧机床设备进行数控改造，提高机床加工精度是许多机床使用厂家节约经费、提高产品质量的首选。
下面就轧钢厂所使用的加工轧辊的设备改造进行分析。这种设备的纵向（Z）运动距离长，在改造前机床纵向运动间隙较大，运动精度和定位精度较低，无法满足开孔型轧辊加工的要求。目前加工这种轧辊每次除人工测量孔型尺寸外，还需用样板检查形状公差，另外在手动进刀时又很难保证准确进刀，这样势必影响轧辊的加工质量，同时也增加了工人劳动强度，加工效率也很低。因此必须对旧设备刀架结构进行重新设计来满足与数控系统的匹配，使其保证数控改造后机床的精度满足工件加工要求。而改造的重点和难点就是消除机床纵轴运动间隙提高纵向（Z）运动和定位精度问题。为了适应旧设备数控改造的需要，我们开发研制了双向无隙齿轮齿条传动机构：在溜板箱的两个输出轴上分别采用了一个同向斜齿轮共同与固定在机床床身上的一根斜齿条相啮合的传动方式（图1），即纵向溜板向左运动时靠右侧齿轮的右齿面传动，向右运动时靠左侧齿轮的左齿面传动，也就是左右两齿轮与齿条分别啮合进行传动，齿轮系传动间隙的消除是由溜板箱内两错齿斜齿轮（图3中的A轮）结构来实现的。这种结构消除了齿轮齿条副间的啮合间隙，保证了溜板箱纵向运动精度，零件加工和装配较方便，在我厂数控机床改造中得以广泛应用。
2001年，在邢台冶金轧钢厂C61125A和C61160两台重型卧式车床进行的数控改造中，采用了该双向无隙齿轮齿条机构，并在机床实际安装过程中对结构进行了仔细认真的调试，其步骤为：(1)将两斜齿轮分别与床身斜齿条各自接触面接触；(2)逐渐手动顶紧溜板箱内Ⅲ轴，Ⅲ轴上两斜齿轮分别通过中间轮与Ⅳ、Ⅵ轴上的两斜齿啮合，调整时Ⅲ轴轴向移动时带动轴上两斜齿轮轴向移动，由于斜齿轮螺旋角的作用，Ⅳ、Ⅵ轴上的两斜齿轮将产生转动，并和床身斜齿条紧密贴合；(3)开动纵向进给溜板箱，使两斜齿轮在床身齿条上滚动，同时用激光干涉仪检测溜板箱纵向运动间隙，若间隙过大则继续调整两斜齿轮直至调整到运动灵活无间隙时为准，此时纵向的运动就是无间隙传动。溜板箱传动结构如图2、3所示。
用这种机构改造后的机床，经用户近一年半的使用，机床精度保持很好。双向无隙齿轮齿条结构的研制成功，解决了大型设备刀架纵向运动精度不高的难题，同时也大大的降低了机床数控改造的费用，深受用户欢迎，使我厂在大型机床设备的数控改造中上了一个新的台阶，为我厂机床走向市场开辟了成功之路。