CN102001015A - 机床丝杠浮动预拉伸的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机床丝杠浮动预拉伸的方法及装置，其方法包括以下步骤：将丝杠的一端固定于支座上，将丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座的外侧通过施力装置对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠、固设于工作台上的两支座，丝杠的一端与一支座固联，丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座外侧的丝杠上设有螺母、垫圈、以及位于垫圈与支座端面之间的蝶形弹簧；本发明能消除环境温度和工作发热对预拉伸的影响，使得预拉伸力始终保持在适合的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于机床丝杠预拉伸的方法及装置。
背景技术
目前在现有的各种高精度机床中，在机床调试时，为提高丝杠的刚度，普遍采用将丝杠的一端固定、另一端采用轴承、螺母加垫片的固定结构对丝杠施加固定的拉伸力，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，并部份抵消因工作发热引起丝杠导程变长产生的误差。但是，丝杠在该拉伸方式下，由于其两端固定，其拉伸力和拉伸量都是固定的，但在工作发热和环境温度很高时，丝杠受热变长，使预设的拉伸量消失，预拉伸力随之消失，失去预拉伸作用，如伸长量过大，丝杠还将处于受压状态，会导致丝杠承受强迫弯曲造成更大的精度误差；在环境气温很低时，丝杠收缩，又可能会导致拉伸力过大使得丝杠产生塑性变形，加快失效。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种机床丝杠浮动预拉伸的方法及装置，它能消除环境温度和工作发热对预拉伸的影响，使得预拉伸力始终保持在适合的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
为达到上述目的，本发明的机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤：将丝杠的一端固定于支座上，其特征在于还包括：将丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座的外侧通过施力装置对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；
上述施力装置可以为装于丝杠上的螺母、垫圈、以及位于垫圈与对应支座端面之间的预紧蝶形弹簧，通过预紧的蝶形弹簧和螺母对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；
上述施力装置也可以为依次连接的液压站、油缸，油缸的活塞杆与丝杠的端部通过销轴连接，通过油缸进油，活塞杆对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；
预拉伸时，当温度变化和工作发热后引起丝杠伸缩，通过预紧的蝶形弹簧和螺母、或油缸的活塞杆施加的浮动拉伸力将基本不受其变化影响，且始终处于受拉伸的状态，而不会处于受压状态，避免丝杠承受强迫弯曲，保证了丝杠的预拉伸量和预拉伸力始终保持在合理的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，并部份抵消因工作发热引起丝杠导程变长产生的误差，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
本发明的机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠、固设于工作台上的两支座，丝杠的一端与一支座固联，其特征在于丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座外侧的丝杠上设有螺母、垫圈、以及位于垫圈与支座端面之间的蝶形弹簧；
使用时，通过旋紧螺母，使得蝶形弹簧处于受压状态，从而通过螺母对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；由于蝶形弹簧浮动地装于丝杠上，当温度变化和工作发热后引起丝杠向浮动端伸长，其伸长量可以预算到，通过最初调整螺母的预紧程度，可将蝶形弹簧的变形量控制在一定范围，其施加的浮动拉伸力将基本不受其变化影响，且始终处于受拉伸的状态，保证丝杠的预拉伸量和预拉伸力始终保持在合理的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的。
综上所述，本发明能消除环境温度和工作发热对预拉伸的影响，使得预拉伸力始终保持在适合的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
附图说明
图1为本发明实施例一的主视图。
图2为本发明实施例二的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，该机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤：将丝杠1的左端通过相配合的键槽和固定键8、以及锁紧螺母4固定于支座2上，将丝杠1的右端滑动装于支座3内，在该支座3外侧的丝杠1上设置螺母5、垫圈6、以及位于垫圈6与支座3端面之间的预紧蝶形弹簧7，通过预紧的蝶形弹簧7和螺母5对丝杠1施加轴向的浮动拉伸力；
该机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠1、固设于床身上的两支座2、3，丝杠1的左端与支座2通过相配合的键槽和固定键8、以及锁紧螺母4固联，丝杠1的右端滑动装于支座3内，在该支座3外侧的丝杠1上设有螺母5、垫圈6、以及位于垫圈6与支座3端面之间的蝶形弹簧7；
使用时，根据丝杠1的长度、膨胀系数、最大环境温升和工作发热，可以预算丝杠1的伸长量，通过旋紧螺母5，使得蝶形弹簧7处于受压状态，从而通过蝶形弹簧7和螺母5对丝杠1施加轴向的浮动拉伸力，实现预拉伸；当温度变化和工作发热后引起丝杠1只能向右侧的浮动端伸长，通过最初调整螺母5的预紧程度，可将蝶形弹簧7的变形量控制在一定范围，其施加的浮动拉伸力将基本不受其变化影响，保证丝杠1的预拉伸量和预拉伸力始终保持在合理的范围内，由于蝶形弹簧7浮动地装于丝杠1上，其拉伸力也是浮动的，即使丝杠1的伸长量很大，它也始终处于受拉伸的状态，而不会处于受压状态，避免丝杠承受强迫弯曲，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，并部份抵消因工作发热引起丝杠导程变长产生的误差，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
实施例二
如图2所示，该机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤：将丝杠1的左端通过相配合的键槽和固定键8、以及锁紧螺母4固定于支座2上，将丝杠1的右端滑动装于支座3内，将支座3外侧的丝杠1端部通过销轴9与油缸10的活塞杆11连接，将该油缸10、与液压站连接，通过液压站为油缸11提供稳定的压力油，如使用蓄能器，使得活塞杆11对丝杠1施加轴向的浮动拉伸力；
当温度变化和工作发热后引起丝杠1只能向右侧的浮动端伸长，由于活塞杆11施加的拉伸力是浮动的，它与丝杠1的伸长量无关，通过控制油压，可无需预算丝杠的伸长量，无论丝杠1的伸长量多大，活塞杆11施加轴向的浮动拉伸力保持不变，更不会处于受压状态，避免丝杠承受强迫弯曲，比实施例一具有更佳的拉伸力控制精度，但结构相对复杂。
本发明是来源于国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项中的 《高速龙门五轴加工中心（AC摆角）》课题（2009ZX04002-013）的研究成果。
Claims (5)
1.一种机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤：将丝杠的一端固定于支座上，其特征在于还包括：将丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座的外侧通过施力装置对丝杠施加轴向的浮动拉伸力。
2.如权利要求1所述的机床丝杠浮动预拉伸的方法，其特征在于所述施力装置包括装于丝杠上的螺母、垫圈、以及位于垫圈与对应支座端面之间的预紧蝶形弹簧，通过预紧的蝶形弹簧和螺母对丝杠施加轴向的浮动拉伸力。
3.如权利要求1所述的机床丝杠浮动预拉伸的方法，其特征在于所述施力装置包括依次连接的液压站、油缸，油缸的活塞杆与丝杠的端部通过销轴连接，通过油缸进油，活塞杆对丝杠施加轴向的浮动拉伸力。
4.如权利要求3所述的机床丝杠浮动预拉伸的方法，其特征在于由液压站提供稳定压力油。
5. 一种机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠、固设于工作台上的两支座，丝杠的一端与一支座固联，其特征在于丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座外侧的丝杠上设有螺母、垫圈、以及位于垫圈与支座端面之间的蝶形弹簧。
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