CN104493614A - 带配重平衡的z轴进给传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带配重平衡的Z轴进给传动装置。立柱底部设有X向连接体；立柱左侧面上设有竖向滑道，进给伺服电机通过电机座安装在竖向滑道的顶部，Z轴丝杆螺母副通过转动支撑组件可转动地安装在竖向滑道内，Z轴丝杆螺母副中的Z轴丝杆上端与进给伺服电机输出轴连接；竖向滑道两边安装线性滑轨；立柱的右侧部分设有配重安装腔，Z轴配重组件装在配重安装腔内，在立柱顶部的前后两侧安装配重链支架，配重链支架上安装转向链轮，配重链轮上绕装配重链条，配重链条一端连接Z轴配重组件，配重链条另一端用于连接动力主轴装置。本发明应用于Z轴进给系统中，具有结构简单，提升稳定性好等优点，有利于提高加工中心的加工性能和加工精度。

Description

带配重平衡的Z轴进给传动装置

技术领域

本发明涉及一种四轴联动立式加工中心上的附属部件，具体地说是带配重平衡的Z轴进给传动装置，属于机械加工设备技术领域。

背景技术

加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家的设计制造水平。加工中心综合加工能力强，工件一次装夹定位后能完成较多的加工步骤，加工中心适用于形状较复杂，精度要求高的单件加工活中小批量多品种加工。它也是判断企业技术能力和工艺水平的一个重要标志。如今，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。

四轴联动立式加工中心是一种先进的加工设备，其与传统的立式加工中心相比，床身长度大大缩减，由此带来了底座刚度提高、浇铸材料减少、占地面积减少、加工难度降低等优点。

Z轴进给系统是四轴联动加工中心中的主要组成部分，其设计合性与否对四轴联动立式加工中心的加工性能和加工精度有至关重要的影响。Z轴进给传动装置是Z轴进给系统中的驱动部件，Z轴进给传动装置的传动稳定性和传动精度直接关系到Z轴进给系统的性能，现有技术中的Z轴进给系统存在稳定性不佳的问题也与其有关，这也影响到四轴联动立式加工中心的加工性能和加工精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种带配重平衡的Z轴进给传动装置，其应用于Z轴进给系统中，具有结构简单，提升稳定性好等优点，有利于提高四轴联动立式加工中心的加工性能和加工精度。

按照本发明提供的技术方案：带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：包括立柱、进给伺服电机、电机座、Z轴丝杆螺母副、线性滑轨、Z轴配重组件、配重链支架、转向链轮和配重链条，所述立柱底部设有用于连接X轴进给驱动机构的X向连接体；所述立柱左侧面上设有竖向滑道，所述进给伺服电机通过电机座安装在竖向滑道的顶部，所述Z轴丝杆螺母副竖向设置，通过转动支撑组件可转动地安装在竖向滑道内，Z轴丝杆螺母副包括Z轴丝杆和Z轴螺母，Z轴丝杆上端通过联轴器与进给伺服电机的输出轴连接，Z轴螺母能够在竖向滑道内竖向自由移动，Z轴螺母用于连接Z轴进给系统的动力主轴装置；所述竖向滑道两边安装线性滑轨；所述立柱的右侧部分设有配重安装腔，所述Z轴配重组件装在配重安装腔内，在立柱顶部的前后两侧安装配重链支架，配重链支架上安装转向链轮，配重链轮上绕装配重链条，配重链条一端连接Z轴配重组件，配重链条另一端用于连接动力主轴装置。

作为本发明的进一步改进，所述转动支撑组件包括电机座、轴承盖板下轴承座、轴承座衬套和轴承座预紧螺母；所述电机座为连体电机座，其包括一体设置的电机安装板和轴承座，所述轴承座外壁上设有两个180°对称布置的翼形支撑连接块，所述电机安装板一体连接在两个翼形支撑连接块的末端，电机安装板的板平面与轴承座的轴向中心垂直，所述翼形支撑连接块支撑在竖向滑道的顶部，所述Z轴进给伺服电机安装在电机安装板的顶部，所述Z轴丝杆上端轴颈通过轴承件支撑安装在轴承座内，轴承件通过轴承盖板封装；所述竖向滑道下部的两边设有支撑凹槽，所述下轴承座外壁上设有两个180°对称布置的翼形支撑块，所述翼形支撑块对应嵌配在支撑凹槽内，所述轴承座衬套以可轴向移动但不可转动的形式安装在下轴承座内，轴承座衬套下端外周壁设有外螺纹；所述轴承座预紧螺母螺装在轴承座衬套上，轴承座预紧螺母向上旋紧以固定下轴承座；所述Z轴丝杆下端轴颈通过轴承件支撑安装在轴承座衬套内。

作为本发明的进一步改进，所述轴承座衬套外壁设有键槽，键槽内装有导向键，所述下轴承座内孔壁上设有轴向导槽，所述导向键置于轴向导槽内。

作为本发明的进一步改进，所述轴承件包括两个并排布置的滚动轴承，在两个滚动轴承的两侧分别装有间隔环，内侧的间隔环顶在丝杆的轴颈台阶上，外侧的间隔环通过锁紧螺母锁紧固定。

作为本发明的进一步改进，所述滚动轴承采用角接触球轴承。

作为本发明的进一步改进，所述Z轴配重组件包括配重块、光轴和支撑座，所述配重块的两个对角竖边上各设有一条沿其长度方向贯穿的通槽，每个通槽内各设有一根竖向布置的光轴，所述光轴的上下端分别通过支撑座支撑安装，光轴上设置有与其构成滑动配合的直线轴承，所述直线轴承上安装有连接座，连接座与配重块固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述通槽的至少一边设有定位凹槽，所述连接座的对应边嵌置于该定位凹槽内，实现连接座与配重块的固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述立柱下部的右侧部向右延伸加宽，该延伸加宽部与立柱之间设有加强筋板。

作为本发明的进一步改进，所述配重安装腔的内壁上设有纵横向交错布置的加强筋。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明结构简单，应用于Z轴进给系统中，Z轴配重组件能够给Z轴进给系统提供有效的平衡，使Z轴方向的运动更加平稳精确，具有提升稳定性好等优点，有利于提高加工中心的加工效率和精度。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的结构主视图。

图3为图2的右视图。

图4为本发明实施例的主视剖视图。

图5为本发明实施例中配重块组件的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1~图4所示，实施例中的带配重平衡的Z轴进给传动装置主要由立柱1、进给伺服电机2、电机座3、Z轴丝杆螺母副4、线性滑轨5、Z轴配重组件、配重链支架13、转向链轮14和配重链条等组成，所述立柱1底部设有用于连接X轴进给驱动机构的X向连接体1a；所述立柱1左侧面上设有竖向滑道1b，所述进给伺服电机2通过电机座3安装在竖向滑道1b的顶部，所述Z轴丝杆螺母副4竖向设置，通过转动支撑组件可转动地安装在竖向滑道1b内，Z轴丝杆螺母副4包括Z轴丝杆和Z轴螺母，Z轴丝杆上端通过联轴器与进给伺服电机2的输出轴连接，Z轴螺母能够在竖向滑道1b内竖向自由移动，Z轴螺母用于连接Z轴进给系统的动力主轴装置；所述竖向滑道1b两边安装线性滑轨5；所述立柱1的右侧部分设有配重安装腔1d，所述Z轴配重组件装在配重安装腔1d内，在立柱1顶部的前后两侧安装配重链支架13，配重链支架13上安装转向链轮14，配重链轮14上绕装配重链条，配重链条一端连接Z轴配重组件，配重链条另一端用于连接动力主轴装置。

本发明实施例中，所述转动支撑组件的结构详细如图4所示，其主要由电机座3、轴承盖板7、下轴承座10、轴承座衬套11和轴承座预紧螺母12组成；所述电机座3为连体电机座3，其包括一体设置的电机安装板3a和轴承座3c，所述轴承座3c外壁上设有两个180°对称布置的翼形支撑连接块3b，所述电机安装板3a一体连接在两个翼形支撑连接块3b的末端，电机安装板3a的板平面与轴承座3c的轴向中心垂直，所述翼形支撑连接块3b支撑在竖向滑道1b的顶部，所述Z轴进给伺服电机2安装在电机安装板3a的顶部，所述Z轴丝杆上端轴颈通过轴承件支撑安装在轴承座3c内，轴承件通过轴承盖板7封装；所述竖向滑道1b下部的两边设有支撑凹槽1c，所述下轴承座10外壁上设有两个180°对称布置的翼形支撑块10a，所述翼形支撑块10a对应嵌配在支撑凹槽1c内，所述轴承座衬套11安装在下轴承座10内，轴承座衬套11下端外周壁设有外螺纹，轴承座衬套11外壁设有键槽，键槽内装有导向键，所述下轴承座10内孔壁上设有轴向导槽，所述导向键置于轴向导槽内；所述轴承座预紧螺母12螺装在轴承座衬套11上，轴承座预紧螺母12向上旋紧以固定下轴承座10；所述Z轴丝杆下端轴颈通过轴承件支撑安装在轴承座衬套11内。

如图4所示，本发明实施例中，所述轴承件包括两个并排布置的滚动轴承8，在两个滚动轴承8的两侧分别装有间隔环9，内侧的间隔环9顶在丝杆的轴颈台阶上，外侧的间隔环9通过锁紧螺母6锁紧固定。所述滚动轴承8采用角接触球轴承。

如图4、图5所示，本发明实施例中，所述Z轴配重组件主要由配重块15、光轴16、直线轴承17、连接座18和支撑座19组成，所述配重块15的两个对角竖边上各设有一条沿其长度方向贯穿的通槽15a，每个通槽15a内各穿设有一根竖向布置的光轴16，所述光轴16的上下端分别通过支撑座19支撑安装在立柱1上，光轴16上设置有与其构成滑动配合的直线轴承17，所述直线轴承17上安装有连接座18，连接座18与配重块15固定连接。

本发明实施例中，所述通槽15a的一边设有定位凹槽15b，所述连接座18的对应边嵌置于该定位凹槽15b内，实现连接座与配重块15的固定连接。

如图1~图3所示，所述立柱1下部的右侧部向右延伸加宽，该延伸加宽部与立柱1之间设有加强筋板1d。这样一方面使得立柱1底部的宽度增大，提高立柱1的安装稳定性，另一方面也增加了立柱1的结构强度。所述配重安装腔1d的内壁上设有纵横向交错布置的加强筋1e，这样也是为了增加立柱1的结构强度。

具体安装应用时，本发明的Z轴配重组件能够给Z轴进给系统提供有效的平衡，使Z轴方向的运动更加平稳精确，有利于提高加工中心的加工效率和精度；在拆卸更换Z轴配重组件时只需要将一端的支撑座19卸掉，即可将配重块15提出，安装拆卸维修方便，能够降低劳动强度，提高生产效率。

Claims (9)

1.带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：包括立柱（1）、进给伺服电机（2）、电机座（3）、Z轴丝杆螺母副（4）、线性滑轨（5）、Z轴配重组件、配重链支架（13）、转向链轮（14）和配重链条，所述立柱（1）底部设有用于连接X轴进给驱动机构的X向连接体（1a）；所述立柱（1）左侧面上设有竖向滑道（1b），所述进给伺服电机（2）通过电机座（3）安装在竖向滑道（1b）的顶部，所述Z轴丝杆螺母副（4）竖向设置，通过转动支撑组件可转动地安装在竖向滑道（1b）内，Z轴丝杆螺母副（4）包括Z轴丝杆和Z轴螺母，Z轴丝杆上端通过联轴器与进给伺服电机（2）的输出轴连接，Z轴螺母能够在竖向滑道（1b）内竖向自由移动，Z轴螺母用于连接Z轴进给系统的动力主轴装置；所述竖向滑道（1b）两边安装线性滑轨（5）；所述立柱（1）的右侧部分设有配重安装腔（1d），所述Z轴配重组件装在配重安装腔（1d）内，在立柱（1）顶部的前后两侧安装配重链支架（13），配重链支架（13）上安装转向链轮（14），配重链轮（14）上绕装配重链条，配重链条一端连接Z轴配重组件，配重链条另一端用于连接动力主轴装置。

2.如权利要求1所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述转动支撑组件包括电机座（3）、轴承盖板（7）、下轴承座（10）、轴承座衬套（11）和轴承座预紧螺母（12）；所述电机座（3）为连体电机座（3），其包括一体设置的电机安装板（3a）和轴承座（3c），所述轴承座（3c）外壁上设有两个180°对称布置的翼形支撑连接块（3b），所述电机安装板（3a）一体连接在两个翼形支撑连接块（3b）的末端，电机安装板（3a）的板平面与轴承座（3c）的轴向中心垂直，所述翼形支撑连接块（3b）支撑在竖向滑道（1b）的顶部，所述Z轴进给伺服电机（2）安装在电机安装板（3a）的顶部，所述Z轴丝杆上端轴颈通过轴承件支撑安装在轴承座（3c）内，轴承件通过轴承盖板（7）封装；所述竖向滑道（1b）下部的两边设有支撑凹槽（1c），所述下轴承座（10）外壁上设有两个180°对称布置的翼形支撑块（10a），所述翼形支撑块（10a）对应嵌配在支撑凹槽（1c）内，所述轴承座衬套（11）以可轴向移动但不可转动的形式安装在下轴承座（10）内，轴承座衬套（11）下端外周壁设有外螺纹；所述轴承座预紧螺母（12）螺装在轴承座衬套（11）上，轴承座预紧螺母（12）向上旋紧以固定下轴承座（10）；所述Z轴丝杆下端轴颈通过轴承件支撑安装在轴承座衬套（11）内。

3.如权利要求2所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述轴承座衬套（11）外壁设有键槽，键槽内装有导向键，所述下轴承座（10）内孔壁上设有轴向导槽，所述导向键置于轴向导槽内。

4.如权利要求2所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述轴承件包括两个并排布置的滚动轴承（8），在两个滚动轴承（8）的两侧分别装有间隔环（9），内侧的间隔环（9）顶在丝杆的轴颈台阶上，外侧的间隔环（9）通过锁紧螺母（6）锁紧固定。

5.如权利要求4所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述滚动轴承（8）采用角接触球轴承。

6.如权利要求1所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述Z轴配重组件包括配重块（15）、光轴（16）和支撑座（19），所述配重块（15）的两个对角竖边上各设有一条沿其长度方向贯穿的通槽（15a），每个通槽（15a）内各穿设有一根竖向布置的光轴（16），所述光轴（16）的上下端分别通过支撑座（19）支撑安装在立柱（1）上，光轴（16）上设置有与其构成滑动配合的直线轴承（17），所述直线轴承（17）上安装有连接座（18），连接座（18）与配重块（15）固定连接。

7.如权利要求6所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述通槽（15a）的一边设有定位凹槽（15b），所述连接座（18）的对应边嵌置于该定位凹槽（15b）内，实现连接座与配重块（15）的固定连接。

8.如权利要求1所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述立柱（1）下部的右侧部向右延伸加宽，该延伸加宽部与立柱（1）之间设有加强筋板（1d）。

9.如权利要求1所述的带配重平衡的Z轴进给传动装置，其特征在于：所述配重安装腔（1d）的内壁上设有纵横向交错布置的加强筋（1e）。