CN103786037A - 斜横梁卸荷复合导轨结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斜横梁卸荷复合导轨结构，包括横梁、主轴箱中溜座、设置在横梁与主轴箱中溜座之间的滚动导轨副与滑动导轨副、卸荷调整装置；主轴箱中溜座通过滚动导轨副和滑动导轨副与横梁导向连接；横梁是一侧面为斜面且斜面朝上的斜横梁，斜面上设有凸起的长方体形斜面块，主轴箱中溜座的连接侧面设有斜下向凹进的与斜面块相适配的长方体形缺口，滚动导轨副设置在斜面块的上端面与缺口的上顶面间；滑动导轨副设置在斜面块的斜面与缺口的斜面间。结构更为优化、卸荷调整装置在调整力的再分配的过程中，不会影响各轨的平行度，只需设置简单可靠的细调结构，复合导轨整体的承载力更大、受力更均匀、运动更平稳、使用的效果更理想。

Description

斜横梁卸荷复合导轨结构
技术领域
本发明属于机床技术领域，涉及机床导轨结构，特别是机床的斜横梁卸荷复合导轨结构。
背景技术
机床的导轨结构，以导轨副的摩擦接触方式分类，可分为滑动导轨、滚动导轨、静压导轨三类；滑动导轨结构具有承载力大、刚度高的优点，但起动摩擦力大，低速运动时易爬行。而滚动导轨结构具有运动灵敏度好、定位度高、摩擦系数小、不易出现爬行、耐磨性好的优点，但结构较复杂、抗振性较差。静压导轨具有摩擦系数很小、运动平稳的优点，但需要另外设置一套复杂的供油或供气系统，成本很高，一般只用在特大型或高精度等级的机床上。
在机床技术中，所谓复合导轨指的是导轨的主要支承面采用滚动导轨，而主要导向面采用滑动导轨。所谓卸荷导轨指的是利用机械或液压或气压的方式将滑动导轨面上的压力部分转移到滚动导轨面，但又不使运动部件浮起，使其既能保持滑动导轨的优点，又能减小滑动导轨的摩擦力和磨损，液压或气压的卸荷方式结构相对复杂，机械卸荷的方式结构相对简单。
在机床技术中，根据机床的类别和加工精度等级要求选用合理的导轨结构非常重要。采用复合式导轨可综合各类导轨的优点，是常用的导轨设计技术手段。
例如，公开号为CN2695167Y、名为“一种新式复合导轨”的中国专利中公开了一种卸荷复合导轨结构技术，该复合导轨是由线性导轨和滑动导轨组合而成，即在设备的床体或者横梁上，平行设置着两条平置的线性导轨和一条滑动导轨。其中的两条线性导轨最好是呈错位状在两个平面上平行平置，而滑动导轨视受力情况设置在床体或横梁的下侧面和底部，这样可利用双线性导轨承担导向、卸荷和承受工作负荷的功能，而用滑动导轨增强抗振性、刚性和工作负载能力，以大大提高导向机械和加工设备运动副的灵敏度、刚性、抗振力、负载力和抗弯矩能力。
采用这样的卸荷复合导轨结构技术当然可以使用，但是滚动导轨的滚动面和滑动导轨的滑动面均是与地平面平行的，卸荷调整装置既要能调整力的再分配，又要保证不影响各轨的移动直线的平行度，结构相对复杂，复合导轨整体承载力还不够大，受力还不够均匀，运动还不够平稳，使用的效果还不够理想。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种结构更为优化、卸荷力可从滑动导轨自然转移到滚动导轨上，卸荷调整装置在调整力的再分配的过程中，不会影响各轨的平行度，卸荷调整装置只需设置细调结构，简单可靠，复合导轨整体的承载力更大、受力更均匀、运动更平稳、使用的效果更理想的斜横梁卸荷复合导轨结构。
本发明为达到上述技术目的所采用的技术方案是：斜横梁卸荷复合导轨结构，包括横梁、主轴箱中溜座、设置在横梁与主轴箱中溜座之间的滚动导轨副与滑动导轨副、卸荷调整装置；主轴箱中溜座通过滚动导轨副和滑动导轨副与横梁导向连接；横梁是一侧面为斜面且斜面朝上的斜横梁，斜面上设有凸起的长方体形斜面块，主轴箱中溜座的连接侧面设有斜下向凹进的与斜面块相适配的长方体形缺口，滚动导轨副设置在斜面块的上端面与缺口的上顶面间；滑动导轨副设置在斜面块的斜面与缺口的斜面间。
所述的滑动导轨副的支撑导轨是斜面块的凸起侧斜面；滑动导轨副的动导轨是缺口的凹进侧斜面。
所述的滚动导轨副的支撑导轨是通过乙固定螺钉紧固连接在斜面块的上端面的槽口内的镶钢导轨块；滚动导轨副的动导轨是设置在斜面块的上端面与缺口的上顶面间的圆柱形滚动导轨块；缺口上顶面连接设置有顶面是平面、底面为凹弧面的块形滚动块安装板，滚动导轨块可活动设置在滚动块安装板凹弧面与镶钢导轨块间。
所述的卸荷调整装置是缺口上顶面设有螺孔，卸荷调整螺钉穿过螺孔，卸荷调整螺钉末端通过碟簧与滚动块安装板顶面压连。
所述的卸荷调整螺钉是圆管状外螺纹形的卸荷调整螺钉，卸荷调整螺钉的下端面设有环形内阶梯状凹台，滚动块安装板两侧部通过甲固定螺钉与缺口的上顶面紧固连接，卸荷调整螺钉内套设有导向杆，凹台面与滚动块安装板的顶面间压设有环形碟簧，导向杆的下端穿过环形碟簧与环形碟簧轴线定位连接。
所述的斜面块的上、下端的外侧沿面通过设有侧固螺钉的压板分别与上、下端的缺口的外沿面靠齐扣紧连接。
所述的斜面块与水平面的夹角是60度。
本发明的有益效果是：由于横梁是一侧面为斜面且斜面朝上的斜横梁，斜面上设有凸起的长方体形斜面块，主轴箱中溜座的连接侧面设有斜下向凹进的与斜面块相适配的长方体形缺口，滚动导轨副设置在斜面块的上端面与缺口的上顶面间；滑动导轨副设置在斜面块的斜面与缺口的斜面间。因此，斜面块可使卸荷力从滑动导轨自然转移到滚动导轨上，卸荷调整装置在调整力的再分配的过程中，不会影响各轨的运动直线平行度，卸荷调整装置只需设置细调结构，简单可靠；滚动导轨副的导轨面和滑动导轨副的导轨面呈夹角，无论卸荷调整装置如何调整，都不会影响各轨的移动直线的平行度，结构更为优化、复合导轨整体的承载力更大、受力更均匀、运动更平稳、使用效果更理想。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。其中：
图1为本发明的整体示意图；
图2为本发明的局部放大示意图。
附图中的标记编号说明如下：
斜横梁1、压板2、主轴箱中溜座3、斜面块4、卸荷调整螺钉5、导向杆6、碟簧7、滚动块安装板8、甲固定螺钉9、滚动导轨块10、镶钢导轨块11、乙固定螺钉12、侧固螺钉13、倾斜角度v
具体实施方式
本发明的实施例，如图1、图2所示，斜横梁卸荷复合导轨结构，包括横梁、主轴箱中溜座3、设置在横梁与主轴箱中溜座3之间的滚动导轨副与滑动导轨副、卸荷调整装置；主轴箱中溜座3通过滚动导轨副和滑动导轨副与横梁导向连接；横梁是一侧面为斜面且斜面朝上的斜横梁1，斜面上设有凸起的长方体形斜面块4，主轴箱中溜座3的连接侧面设有斜下向凹进的与斜面块4相适配的长方体形缺口，滚动导轨副设置在斜面块4的上端面与缺口的上顶面间；滑动导轨副设置在斜面块4的斜面与缺口的斜面间。
所述的滑动导轨副的支撑导轨是斜面块4的凸起侧斜面；滑动导轨副的动导轨是缺口的凹进侧斜面。
所述的滚动导轨副的支撑导轨是通过乙固定螺钉12紧固连接在斜面块4的上端面的槽口内的镶钢导轨块11；滚动导轨副的动导轨是设置在斜面块4的上端面与缺口的上顶面间的圆柱形滚动导轨块10；缺口上顶面连接设置有顶面是平面、底面为凹弧面的块形滚动块安装板8，滚动导轨块10可活动设置在滚动块安装板8凹弧面与镶钢导轨块11间。
所述的卸荷调整装置是缺口上顶面设有螺孔，卸荷调整螺钉5穿过螺孔，卸荷调整螺钉5末端通过碟簧7与滚动块安装板8顶面压连。
所述的卸荷调整螺钉5是圆管状外螺纹形的卸荷调整螺钉5，卸荷调整螺钉5的下端面设有环形内阶梯状凹台，滚动块安装板8两侧部通过甲固定螺钉9与缺口的上顶面紧固连接，卸荷调整螺钉5内套设有导向杆6，凹台面与滚动块安装板8的顶面间压设有环形碟簧7，导向杆6的下端穿过环形碟簧7与环形碟簧7轴线定位连接。
所述的斜面块4的上、下端的外侧沿面通过设有侧固螺钉13的压板2分别与上、下端的缺口的外沿面靠齐扣紧连接。
所述的斜面块4与水平面的夹角是60度。
本发明的原理是：
本发明的结构是滚动及滑动两种皆有的复合导轨结构。通过组合兼具了滑动导轨副承载力大、刚度高及滚动导轨副的运动灵敏度好、定位度高的特点；镶钢导轨块11及滚动导轨块10构成滚动导轨副，经淬火的铸铁斜面块4与贴塑导轨构成滑动导轨副。
斜横梁1上的倾斜角度v为60度，主轴箱中溜座3及主轴箱的重量由斜面块4的斜面及顶部的滚动导轨块10共同承担，斜横梁1的主受力顶导轨上镶入经淬硬的镶钢导轨块11；主轴箱中溜座3与主受力顶导轨相接触的导轨上安装滚动导轨块10，滚动导轨块10是通过滚动块安装板8、碟簧7、导向杆6、卸荷调整螺钉5设置在主轴箱中溜座3上，调整卸荷调整螺钉5可以调整碟簧7的变形量，将主轴箱中溜座3作用在斜横梁1上的一部分重力从斜面块4分配转移到滚动导轨上，减小了滑动导轨副的摩擦阻力，从而起到减小驱动力的作用。由于斜面块4斜面的作用，根据力的分解原理，重力可被斜面块4分解为与斜面块4的上端面垂直方向的分力和与斜面垂直方向的分力，这样，重力就自然被分出一部分作用在滚动导轨副上了。由于斜面块4的斜面与斜面块4的上端面间的直角顶是斜向设置的，滑动导轨副与滚动导轨副的导轨运动平面间成90度夹角，运动平面相互成直角夹角的滑动导轨副与滚动导轨副架在成夹角的直角顶，明显具有一定的自对齐作用，这样，在调整卸荷调整螺钉5的全过程中，均不会影响到各轨的移动直线的平行度，卸荷调整装置只需设置细调结构，简单可靠。
从文献来看，目前国内外所采用的机械式复合导轨卸荷结构均是采用垂直设置的复合导轨结构，滚动导轨的滚动面和滑动导轨的滑动面均是与地平面平行设置的，本发明采用的则是斜式导轨加上简单可靠的卸荷装置，承载力更大、受力更均匀、运动更平稳。

Claims (7)

1.斜横梁卸荷复合导轨结构，包括横梁、主轴箱中溜座、设置在横梁与主轴箱中溜座之间的滚动导轨副与滑动导轨副、卸荷调整装置；主轴箱中溜座通过滚动导轨副和滑动导轨副与横梁导向连接；其特征在于：横梁是一侧面为斜面且斜面朝上的斜横梁，斜面上设有凸起的长方体形斜面块，主轴箱中溜座的连接侧面设有斜下向凹进的与斜面块相适配的长方体形缺口，滚动导轨副设置在斜面块的上端面与缺口的上顶面间；滑动导轨副设置在斜面块的斜面与缺口的斜面间。
2.根据权利要求1所述的斜横梁卸荷复合导轨结构，其特征在于：所述的滑动导轨副的支撑导轨是斜面块的凸起侧斜面；滑动导轨副的动导轨是缺口的凹进侧斜面。
3.根据权利要求2所述的斜横梁卸荷复合导轨结构，其特征在于：所述的滚动导轨副的支撑导轨是通过乙固定螺钉紧固连接在斜面块的上端面的槽口内的镶钢导轨块；滚动导轨副的动导轨是设置在斜面块的上端面与缺口的上顶面间的圆柱形滚动导轨块；缺口上顶面连接设置有顶面是平面、底面为凹弧面的块形滚动块安装板，滚动导轨块可活动设置在滚动块安装板凹弧面与镶钢导轨块间。
4.根据权利要求3所述的斜横梁卸荷复合导轨结构，其特征在于：所述的卸荷调整装置是缺口上顶面设有螺孔，卸荷调整螺钉穿过螺孔，卸荷调整螺钉末端通过碟簧与滚动块安装板顶面压连。
5.根据权利要求4所述的斜横梁卸荷复合导轨结构，其特征在于：所述的卸荷调整螺钉是圆管状外螺纹形的卸荷调整螺钉，卸荷调整螺钉的下端面设有环形内阶梯状凹台，滚动块安装板两侧部通过甲固定螺钉与缺口的上顶面紧固连接，卸荷调整螺钉内套设有导向杆，凹台面与滚动块安装板的顶面间压设有环形碟簧，导向杆的下端穿过环形碟簧与环形碟簧轴线定位连接。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述的斜横梁卸荷复合导轨结构，其特征在于：所述的斜面块的上、下端的外侧沿面通过设有侧固螺钉的压板分别与上、下端的缺口的外沿面靠齐扣紧连接。
7.根据权利要求1至5中任何一项所述斜横梁卸荷复合导轨结构，其特征在于：所述的斜面块与水平面的夹角是60度。
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