CN105312952A - 保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，其特征在于导轨与丝杠水平固定在滑板另一侧，在滑板内侧垂直安装丝杠支撑装置：两个丝杠支撑座通过连接件在连接板前、后部固成一体，并且丝杠支撑座管件套在丝杠上，导轨轮及调整垫通过螺钉固定在丝杠支撑座底侧凹处，对称的导轨轮将导轨嵌入轮径内；滑板水平移动时通过撞击连接板上的撞块，实现除导轨外的丝杠支撑座水平移动。应用于立式车铣中心等水平轴的高快移速度的高精度丝杠支撑装置。安装方便，导轨轮与导轨相对位置易于调节，使机床的几何精度更容易保证，显著提高了生产效率。

Description

保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置

技术领域

本发明涉及机械设备制造，一种用于立式车铣复合加工中心、立式车床、龙门镗铣中心等的进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置。

背景技术

随着国内航空航天、军工、新能源等行业的快速发展，对大型零件的一次装卡多道工序、高质量、高生产效率加工的需求越来越来迫切。各进给轴的快移速度直接影响空刀运行时间的长短，因此快移速度是衡量机床生产效率高低的重要技术指标之一。

通常意义上，可通过选择提高电机转数或降低减速比来提高丝杠转速从而提高快移速度。但丝杠的转速并非可以无限制增大，丝杠转速必须小于许可转速nC(min^-1)。nC的计算公式如下：

$nC=f\frac{d}{L}\×{10}^7---\left(1\right)$

f:根据滚珠丝杠轴安装方法而决定的系数

d(mm)：丝杠轴底径

L(mm):安装距离

因此，采用提高电机转数或降低减速比的方法具有很大瓶颈，并不能完全实现提高加工中心各进给轴的快移速度的目的。

目前，提高各进给轴的快移速度可采用增大丝杠导程的方法实现，快移速度Vk(m/min)的计算如下所示：

$Vk=\frac{n\×S}{1000}---\left(2\right)$

n(min^-1)：丝杠转速

S(mm)：导程

由公式(2)可知，不改变丝杠转速n，仅增大丝杠的导程S可提高进给轴的快移速度。

此种方法的优点在于，不需改变机床的原有结构，不增加额外部件，少量或不增加成本的前提下，即可实现提高快移速度的目的。但此种方法也有其严重缺陷，首先，当丝杠的导程达到其直径的一半时，丝杠的精度将下降；其次，随着导程的增大、丝杠的承载能力也随之下降；最后，丝杠的导程增加到一定程度就无法再增大。

发明内容

本发明的目的是提供一种保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，安装调节方法简易，能够解决目前提高进给轴快移速度所存在的普遍问题。

这种保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，丝杠在安置滑板的上、下固定部件之间，丝母安装在滑板内，与丝杠结合，其特征在于在滑板内侧垂直安装丝杠支撑装置，两丝杠支撑装置固定在连接板两端，以距离L1支撑在丝母两侧，导轨与丝杠共同水平固定两个丝杠支撑装置，丝杠支撑装置的结构：两个丝杠支撑座边部通过连接件、螺钉在连接板前、后端固成一体，并且丝杠支撑座管件套在丝杠上，8个导轨轮及调整垫通过螺钉对称地固定在丝杠支撑座底侧凹处，导轨轮将导轨两侧嵌入轮径内；丝杠旋转带动丝母水平运动从而带动滑板沿丝杠轴线方向水平移动时撞击到在丝杠支撑座的内侧壁上的撞块，继而带动除导轨外的丝杠支撑装置水平移动，实现对丝杠的动态支撑。

本发明与目前普遍存在的提高进给轴的快移速度方法具有本质上的区别。目前通常解决提高进给轴快移速度的方法都因受限于丝杠许可转速nC而避开，转向采用其他方法，却没有解决问题。本设计是突破当前结构的丝杠许可转速nC限制，通过增加一种高精度辅助支撑结构来提高许可转速nC的数值，进给轴的快移速度也将相应提高。本设计的辅助支撑装置关键是两丝杠支撑座始终以距离L1支撑在丝母两侧，能够除导轨外随滑板而移动。由前述公式(1)、(2)可知许可转速nC将大大提高，可以看出安装两个丝杠支撑装置距离L1越小，危险速度下的许可转数越大，进给轴快移速度也将相应提高。从而实现提高快移速度的目标。另外通过普通螺钉、偏心螺钉及调整垫对导轨轮与导轨间隙的调节，实现高精度的要求。

此丝杠支撑装置的显著特点在于：

1、突破原有结构特性所决定的许可转速nC对丝杠最高转数的限制。

2、实现高快移速度的同时可保证高精度高承载能力。

3、导轨轮与导轨相对位置易于调节。

4、结构简单装配方便。

综上所述，本发明是一种应用于立式车铣中心、立式车床、龙门镗铣中心等水平轴的高快移速度的高精度丝杠支撑装置。此装置结构合理，安装方便，导轨轮与导轨相对位置易于调节，可保证丝杠达到高转速从而实现高快移速度，使机床的几何精度更容易保证，显著提高了生产效率。

附图说明

图1为丝杠支撑与横梁、滑板总体示意图；

图2为丝杠支撑装置结构图；

图3为图2的剖切视图；

图4为图2的相对侧视图。

具体实施方式

一种保证高快移速度的高精度丝杠支撑装置，见图1，丝杠4在安置滑板2的上、下固定部件1之间，图1中L长度相当于丝杠4长度，丝母3安装在滑板2内，与丝杠4结合，其特征在于在滑板2内侧垂直安装丝杠支撑装置，两丝杠支撑座13固定在连接板7两端，以距离L1支撑在丝母3两侧，导轨5与丝杠4水平共同水平固定两个丝杠支撑装置，丝杠支撑装置的结构：两个丝杠支撑座13底边通过连接件11、螺钉14在连接板7前、后端固成一体，并且丝杠支撑座13管件套在丝杠4上，8个导轨轮8及调整垫9通过螺钉14对称地固定在丝杠支撑座13底侧凹处，导轨轮8将导轨5两侧嵌入轮径内。

丝杠支撑座13管件与丝杠4套在一起，丝杠支撑装置的主要部件是丝杠支撑座13，见图2、3、4，其管件与轴向中部为弧形的条座焊在一起，条座两宽端有螺孔、边缘为斜面并有导角边缘，斜面及中间底侧是凹部；管内壁过盈配合铜套12，铜套12内径大于丝杠4外径。

连接件11为弯边条状，用于丝杠支撑座底部与连接板7的连接。图2所示距离L1即是连接板7的长度，决定两个丝杠支撑装置的距离。安装在丝杠支撑座13管件内孔中的铜套12为过盈配合，铜套12内孔与丝杠4接触。撞块6安装在丝杠支撑座13内壁两侧上。导轨轮8与导轨5的上下间隙通过偏心螺钉10调节，导轨轮8与导轨5的前后相对位置通过调整垫9调节，简易方便且可保证高位置精度，避免了因相对位置不佳造成的发热、磨损、精度差的问题。

丝杠4旋转带动丝母3从而带动滑板2沿丝杠轴线方向水平移动时撞击到在丝杠支撑座13的内壁两侧上撞块6，从而带动除导轨5外的丝杠支撑装置水平移动，实现对丝杠4的动态支撑。

同时，通过8个导轨轮8在导轨5上的滚动运动，实现丝杠支撑装置在导轨5上的水平移动。

Claims (6)

1.一种保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，丝杠(4)在滑板(2)与固定部件(1)之间，丝母(3)安装在滑板(2)内，与丝杠(4)结合，其特征在于在滑板(2)内侧垂直安装丝杠支撑装置，两个丝杠支撑装置固定在连接板(7)两端，以距离L1支撑在丝母(3)两侧，导轨(5)与丝杠(4)共同水平固定两个丝杠支撑装置，丝杠支撑装置的结构：两个丝杠支撑座(13)边部通过连接件(11)、螺钉(14)在连接板(7)前、后端固成一体，并且丝杠支撑座(13)管件套在丝杠(4)上，8个导轨轮(8)及调整垫(9)通过螺钉(14)对称地固定在丝杠支撑座(13)底侧凹处，导轨轮(8)将导轨(5)两侧嵌入轮径内；丝杠(4)旋转带动丝母(3)水平运动从而带动滑板(2)沿丝杠轴线方向水平移动时撞击到在丝杠支撑座(13)的内壁上撞块(6)，从而带动除导轨(5)外的丝杠支撑装置水平移动，实现对丝杠(4)的动态支撑。

2.根据权利要求1所述的保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，其特征在于丝杠支撑座(13)，其管件与轴向中部为弧形的条座焊在一起，条座两宽端有螺孔、边缘为斜面并有导角边缘，斜面及中间底侧是凹部。

3.根据权利要求1所述的保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，其特征在于连接件(11)为弯边条状，用于丝杠支撑座(13)底部与连接板(7)端的连接。

4.根据权利要求1所述的保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，其特征在于丝杠支撑座(13)管件内壁过盈配合的铜套(12)，实现丝杠支撑装置对丝杠(4)的动态支撑。

5.根据权利要求1所述的保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，其特征在于连接板(7)前后端两个丝杠支撑装置之间距离为L1，距离L1即是连接板(7)的长度，决定两个丝杠支撑装置之间的距离。

6.根据权利要求1所述的保证进给轴高快移速度的高精度丝杠支撑装置，其特征在于通过4个偏心螺钉(10)调节导轨轮(8)与导轨(5)的上下间隙；通过调整垫(9)调节导轨轮(8)与导轨(5)的前后相对位置。