CN102380802A - 一种滑枕挠度变形补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑枕挠度变形补偿装置，在滑枕上部，沿滑枕轴线方向，设拉杆，拉杆设在滑枕上的拉杆孔内；在滑枕前端采用沉孔与拉杆前部的端部台肩配合；在滑枕的后部，采用传力螺母将拉杆紧固。采用上述技术方案，使拉杆拉力不断调整，保证滑枕在移动伸出过程中的各个位置时的直线度不变，提高了滑枕、主轴系统移动时的刚度，并有效地提高了主轴回转精度，确保了机床切削使用时零件的加工精度。不仅可以消除配合间隙，也可以使滑枕接触表面之间产生预变形，提高了生产效率，节约了人力、物力，在技术、性能、结构上具有创新特色。

Description

一种滑枕挠度变形补偿装置

技术领域

本发明属于机床结构的技术领域，涉及大型机床，特别是重型落地铣镗床一类的重型机床的主轴箱的结构技术，更具体地说，本发明涉及一种滑枕挠度变形补偿装置。

背景技术

提高机床的精度和稳定性一直是机床制造技术的发展方向。

数控重型落地铣镗床等重型机床在加工过程中，机床的滑枕在主轴箱内作前、后移动，镗轴又能在其所支撑的滑枕内作水平运动，它们从主轴箱中伸出的距离一般都比较大，最大移动距离可分别达到1.2m，二者伸出距离叠加可达2.4m，而且在一些为用户特殊定制的数控重型落地铣镗床系列产品中，这两项参数会更大。

在伸出距离非常大的情况下，滑枕部件实际上就相当于一个悬伸量很大的悬臂梁，悬伸在主轴箱外面，滑枕部件因自重而产生的挠度弯曲变形是比较大的，从而使主轴滑枕系统在加工过程中可能由于刚性不足而产生变形，引起加工误差，降低了机床的加工精度，使加工出来的产品精度和表面质量达不到设计要求。

因此，在数控重型落地铣镗床在工作时，有必要对滑枕部件因自重而产生的挠度弯曲变形进行补偿。

在实际加工制造及生产过程中，为解决上述问题，常采用一些辅助装置来提高滑枕、主轴系统的刚度和回转精度，主要有以下几种方式：

1、为滑枕安装导向加强杆：安装支承套，采用多油楔动压轴承，对机床主轴轴承进行预紧，预加载荷消除轴承间隙，使滚动轴承产生微量弹性变形来提高主轴的刚度、回转精度和使用寿命；

2、提高滑枕本身的接触刚度：如采用闭式静压导轨，均化主轴轴颈与轴承的制造误差，改善主轴与滑枕的配合质量；

3、采用在主轴箱滑枕下支承面的前端和滑枕上支承面的后端上分别采用一个凸轮机构，在滑枕外伸时，前凸轮对滑枕进行“上抬”，后凸轮对滑枕进行“下压”使滑枕外伸时保持平直状态。

上述这些辅助装置和技术措施对滑枕部件伸出主轴箱时，滑枕主轴系统刚度和回转精度的提高，以及降低挠度弯曲变形，有一定的作用。但效果不明显，作用不大。

发明内容

本发明提供一种滑枕挠度变形补偿装置，其目的是解决滑枕伸出主轴箱时滑枕部件挠度变形的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的滑枕挠度变形补偿装置，应用于重型机床的主轴箱上的滑枕，在所述的滑枕上部，沿滑枕轴线方向，设拉杆，所述的拉杆设在滑枕上的拉杆孔内；在滑枕前端采用沉孔与拉杆前部的端部台肩配合；在滑枕的后部，采用传力螺母将所述的拉杆紧固。

在所述的拉杆的后部，设增压油缸，其结构为：在所述的拉杆的后部的端部，设进油口，所述的增压油缸的缸体套在所述的拉杆的后部，并形成密封的滑动配合，并通过轴向和径向的油路与进油口连通，所述的缸体的前端面与所述的滑枕的拉杆孔的后端面接触，所述的传力螺母锁紧在所述的缸体的后端面上。

所述的拉杆为两个，按所述的滑枕通过轴线的纵剖面对称分布。

所述的拉杆上的油缸，为双联增压油缸。

所述的滑枕挠度变形补偿装置设有液压传动控制系统，该系统设数字电液比例阀。

所述的液压传动控制系统还设有所述的挠度变形传感器。

本发明采用上述技术方案，在滑枕移动伸出过程中，使拉杆拉力不断调整，保证滑枕在移动伸出过程中的各个位置时的直线度不变，提高了滑枕、主轴系统移动时的刚度，并有效地提高了主轴回转精度，确保了机床切削使用时零件的加工精度。更好的解决滑枕伸出主轴箱时滑枕部件挠度弯曲变形的问题，提高了机床精度，提高了生产效率，节约了人力、物力，在技术、性能、结构上具有创新特色。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的滑枕变形补偿机构结构示意图；

图2为本发明中滑枕变形补偿机构液压原理示意图。

图3为滑枕前端面的结构示意图；

图中标记为：

1、拉杆，2、双联增压油缸，3、传力螺母，4、数字电液比例阀，5、滑枕，6、滑枕前端，7、进油口，8、镗轴。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1所表达的本发明的结构，本发明为一种滑枕挠度变形补偿装置，应用于重型机床的主轴箱上的滑枕5。

在所述的滑枕5的中心的主轴孔内，设在孔内滑移配合的镗轴8。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现解决滑枕伸出主轴箱时滑枕部件挠度弯曲变形的问题的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1所示，本发明所提供的滑枕挠度变形补偿装置，在所述的滑枕5上部，沿滑枕5轴线方向，设拉杆1，所述的拉杆1设在滑枕5上的拉杆孔内；在滑枕前端6采用沉孔与拉杆1前部的端部台肩配合；在滑枕5的后部，通过增压油缸前端与滑枕拉杆孔后端面接触，增压油缸后端拉杆上固定传力螺母。

为满足加工产品的精度和表面质量的要求，本发明的这种集机械、电子、液压于一体的滑枕主轴系统自重变形补偿机构，不仅可以消除配合间隙，也可以使滑枕接触表面之间产生预变形，提高了滑枕5、主轴系统的刚度和回转精度，保证了零件的加工精度。

在所述的拉杆1的后部，设增压油缸，其结构为：

在所述的拉杆1的后部的端部，设进油口7，所述的增压油缸的缸体套在所述的拉杆1的后部，并形成密封的滑动配合，并通过轴向和径向的油路与进油口7连通，所述的缸体的前端面与所述的滑枕5表面接触，所述的传力螺母3锁紧在所述的油缸活塞的后端面上。

通过增压油缸的作用，就能使拉杆1拉力不断调整，保证滑枕5在移动伸出过程中的各个位置时的直线度不变，提高了滑枕5上的主轴系统移动时的刚度，并有效地提高了主轴回转精度，确保了机床切削加工时的零件加工精度。

如图2所示，所述的拉杆1为两个(分别在图中的A处和B处)，按所述的滑枕5通过轴线的纵剖面对称分布。

所述的拉杆1上的油缸，为双联增压油缸2。

在滑枕的上部A、B处安装两作用拉杆1，滑枕5的后部的拉杆上安装两双联增压油缸2、贴近增压油缸的后端，将传力螺母3固定在拉杆上。

本发明的这种补偿机构，通过控制安装在滑枕5上部后端的两个油缸8的油压，使拉杆1的拉力可根据滑枕5和镗轴8伸出长度不同所产生的挠度弯曲变形进行即时补偿，在机床的加工过程中、滑枕5移动伸出后，极大地提高了零件的加工的精度，

如图3所示，所述的滑枕挠度变形补偿装置设有液压传动控制系统，该系统设数字电液比例阀4。

当滑枕5伸出主轴箱距离不断增加时，滑枕5弯曲挠度逐渐增大，数字电液比例阀4控制油缸油压逐渐增大，使拉杆1的拉力不断增加，当滑枕5不断回缩时，数字式电液比例阀4又控制双联增压油缸2的油压逐渐降低，使拉杆1拉力不断减小。

所述的液压传动控制系统还设有所述的挠度变形传感器。

所述的液压传动控制系统还设有压力传感器。

通过对滑枕的实际位置的测量，将其位置信号发送至液压传动控制系统，由该系统向数字电液比例阀4下达补偿量的控制指令信号，通过改变串联油缸的压力，来改变拉杆拉力的大小，从而对挠度变形进行补偿。

本发明的滑枕挠度变形补偿装置用于数控重型落地铣镗床，保证了滑枕5在移动伸出过程中的各个位置时的直线度不变，提高了滑枕主轴系统移动时的刚度，并有效地提高了主轴回转精度，确保了机床切削加工时零件的加工精度，提高了生产效率，节约了人力、物力。

综上所述，本发明在技术、性能、结构上具有创新特色。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种滑枕挠度变形补偿装置，应用于重型机床的主轴箱上的滑枕(5)，其特征在于：在所述的滑枕(5)上部，沿滑枕(5)轴线方向，设拉杆(1)，所述的拉杆(1)设在滑枕(5)上的拉杆孔内；在滑枕前端(6)采用沉孔与拉杆(1)前部的端部台肩配合；在滑枕(5)的后部，采用传力螺母(3)将所述的拉杆(1)紧固。

2.按照权利要求1所述的滑枕挠度变形补偿装置，其特征在于：在所述的拉杆(1)的后部，设增压油缸，其结构为：在所述的拉杆(1)的后部的端部，设进油口(7)，所述的增压油缸的缸体套在所述的拉杆(1)的后部，并形成密封的滑动配合，并通过轴向和径向的油路与进油口(7)连通，所述的缸体的前端面与所述的滑枕(5)的拉杆孔的后端面接触，所述的传力螺母(3)锁紧所述的拉杆(1)的后端。

3.按照权利要求1或2所述的滑枕挠度变形补偿装置，其特征在于：所述的拉杆(1)为两个，按所述的滑枕(5)通过轴线的纵剖面对称分布。

4.按照权利要求3所述的滑枕挠度变形补偿装置，其特征在于：所述的拉杆(1)上的增压油缸，为双联增压油缸(2)。

5.按照权利要求2所述的滑枕挠度变形补偿装置，其特征在于：所述的滑枕挠度变形补偿装置设有液压传动控制系统，该系统设数字电液比例阀(4)。

6.按照权利要求5所述的滑枕挠度变形补偿装置，其特征在于：所述的液压传动控制系统还设有所述的挠度变形传感器。

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