CN105817939A - 传动轴结构和带有该传动轴结构的立式加工中心 - Google Patents

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李洪楷
陆海洋
昝国兴
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    • B23Q5/40—Feeding other members supporting tools or work, e.g. saddles, tool-slides, through mechanical transmission feeding continuously by feed shaft, e.g. lead screw
    • B23Q5/404—Screw bearings therefor

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Abstract

本发明涉及一种传动轴结构和带有该传动轴结构的立式加工中心，其中，传动轴结构包括丝杆、螺母和丝杆尾座，所述螺母与丝杆螺纹连接，所述丝杆穿设在丝杆尾座内，且丝杆与丝杆尾座之间设有轴承，所述轴承具有内圈和外圈，所述轴承的外圈与丝杆尾座固定，所述轴承的内圈与丝杆固定，所述内圈的至少一端通过弹簧与丝杆装配。立式加工中心带有所述的传动轴结构，还包括直线运动机构，直线运动机构通过传动轴结构驱动。本发明的传动轴结构采用轴承外圈压死而内圈利用一对蝶形弹簧预调轴承受压力的方式，有效消除了轴承因丝杆伸长而受力过大损坏的现象，并且保持了轴承内圈有合适的压紧力。

Description

传动轴结构和带有该传动轴结构的立式加工中心
技术领域
本发明涉及一种传动轴结构和带有该传动轴结构的立式加工中心。
背景技术
传统的丝杆预拉，使用轴承内外圈均压死的结构，当丝杆升温变长超过预拉量时，会造成丝杆挤压轴承，使轴承受力过大而损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有丝杆容易挤压轴承，使轴承受力过大而损坏的不足，本发明提供一种传动轴结构和带有该传动轴结构的立式加工中心。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种传动轴结构，包括丝杆、螺母和丝杆尾座，所述螺母与丝杆螺纹连接，所述丝杆穿设在丝杆尾座内，且丝杆与丝杆尾座之间设有轴承，所述轴承具有内圈和外圈，所述轴承的外圈与丝杆尾座固定，所述轴承的内圈与丝杆固定，所述内圈的至少一端通过弹簧与丝杆装配。
所述弹簧为碟形弹簧。
所述内圈的远离丝杆尾部的一端设置有第一碟形弹簧，所述丝杆上具有一丝杆台阶面，所述丝杆尾座具有一尾座台阶面，所述第一碟形弹簧的一端抵靠轴承内圈的远离丝杆尾部的一端，第一碟形弹簧的另一端抵靠丝杆台阶面和尾座台阶面。尾座台阶面能够给予第一碟形弹簧一个支持，使得第一碟形弹簧的一端得到两个台阶面的支撑，结构稳定。
所述内圈的靠近丝杆尾部的一端设置有第二碟形弹簧，所述第二碟形弹簧的一端抵靠轴承内圈的靠近丝杆尾部的一端。
所述内圈的远离丝杆尾部的一端设有径向油封，所述内圈的靠近丝杆尾部的一端设有防尘隔圈，所述第二碟形弹簧的另一端抵靠所述防尘隔圈。
所述丝杆的远离丝杆尾座的一端通过电机驱动转动，所述电机通过电机座固定。
所述轴承为角接触球轴承。
一种带有所述的传动轴结构的立式加工中心，包括直线运动机构，所述直线运动机构通过所述传动轴结构驱动。
所述直线运动机构包括X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构，所述X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构的运动方向两两相互垂直，X轴传动机构、Y轴传动机构和Z轴传动机构分别通过一个所述的传动轴结构驱动。
还包括刀库和用于放置待加工工件的旋转摆动工作台，所述刀库与所述直线运动机构固定，所述旋转摆动工作台具有水平转动机构和竖直转动机构，所述直线运动机构和旋转摆动工作台均固定在一底座上。
本发明的有益效果是，本发明的传动轴结构和带有该传动轴结构的立式加工中心，采用轴承外圈压死而内圈利用弹簧预调轴承受压力的方式，有效消除了轴承因丝杆伸长而受力过大损坏的现象，并且保持了轴承内圈有合适的压紧力；其中，丝杆受热伸长时，第一碟形弹簧处间隙减小，相应的第二对蝶形弹簧处间隙增加。这种变化会导致丝杆预拉力略有变化，但能确保预拉力在要求范围内。如果没有第一碟形弹簧，轴承内圈直接压在丝杆的轴肩上，丝杆热伸长时，会导致轴承承受过大的轴向力而损坏。如果没有第二碟形弹簧，丝杆热伸长时，会导致轴承与固定丝杆的锁紧螺母之间出现间隙，丝杆预拉力消失，影响传动精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的传动轴结构实施例1的结构示意图。
图2是图1中A处的局部放大图。
图3是本发明的传动轴结构实施例2的结构示意图。
图4是图3中B处的局部放大图。
图5是本发明的立式加工中心最优实施例的结构示意图。
图中1、丝杆，1-1、丝杆台阶面，2、螺母，3、丝杆尾座，3-1、尾座台阶面，4、第一碟形弹簧，5、轴承，5-1、内圈，5-2、外圈，6、径向油封，7、防尘隔圈，8、电机，9、电机座，10、刀库，11、旋转摆动工作台，12、X轴传动机构，13、Y轴传动机构，14、Z轴传动机构，15、底座，16、拖板，17、第二碟形弹簧，18、锁紧螺母。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1、图2所示，本发明的一种传动轴结构，包括丝杆1、螺母2、丝杆尾座3和第一碟形弹簧4，所述螺母2与丝杆1螺纹连接，所述丝杆1穿设在丝杆尾座3内，且丝杆1与丝杆尾座3之间设有轴承5，所述轴承5为角接触球轴承。所述轴承5具有内圈5-1和外圈5-2，所述轴承5的外圈5-2与丝杆尾座3固定，所述轴承5的内圈5-1与丝杆1固定，。所述丝杆1的远离丝杆尾座3的一端通过电机8驱动转动，所述电机8通过电机座9固定。
所述丝杆1上具有一丝杆台阶面1-1，所述丝杆尾座3具有一尾座台阶面3-1，所述第一碟形弹簧4的一端抵靠轴承5内圈5-1的远离丝杆1尾部的一端，第一碟形弹簧4的另一端抵靠丝杆台阶面1-1和尾座台阶面3-1。尾座台阶面3-1能够给予第一碟形弹簧4一个支持，使得第一碟形弹簧4的一端得到两个台阶面的支撑，结构稳定。
所述内圈5-1的远离丝杆1尾部的一端设有径向油封6，所述内圈5-1的靠近丝杆1尾部的一端设有防尘隔圈7。
本实施例的传动轴结构，能够消除丝杆因温升变长而产生挤压。本实施例采用轴承外圈5-2压死而内圈5-1利用一对第一蝶形弹簧4预调轴承受压力的方式，抵消从丝杆1的电机端到丝杆尾座3之间的丝杆伸长，有效消除了轴承因丝杆伸长而受力过大损坏的现象，并且保持了轴承内圈5-1有合适的压紧力。
实施例2
如图3、图4所示，本实施例的传动轴结构与实施例1的结构大致相同，不同之处在于，内圈5-1的靠近丝杆1尾部的一端还设置有第二碟形弹簧17，所述第二碟形弹簧17的一端抵靠轴承5内圈5-1的靠近丝杆1尾部的一端，所述第二碟形弹簧17的另一端抵靠所述防尘隔圈7。
本实施例采用轴承外圈5-2压死而内圈5-1利用一对第一碟形弹簧4和一对第二蝶形弹簧17预调轴承受压力的方式，抵消丝杆1的电机端到丝杆尾座3之间的丝杆伸长，以及从丝杆尾座3到丝杆1尾部的丝杆伸长，有效消除了轴承因丝杆伸长而受力过大损坏的现象，并且保持了轴承内圈5-1有合适的压紧力。如果没有第一碟形弹簧4，轴承5内圈5-1直接压在丝杆1的轴肩上，丝杆1热伸长时，会导致轴承5承受过大的轴向力而损坏。如果没有第二碟形弹簧17，锁紧螺母前的隔圈7直接压在轴承5上，丝杆1热伸长时，会导致轴承5、隔圈7与锁紧螺母之间出现间隙，丝杆1预拉力消失，影响传动精度。
本实施例的安装步骤如下：
1、组装丝杆尾座3，此时最外圈的丝杆尾座3不固定，可沿丝杆1轴向移动。
2、旋尾端锁紧螺母18至预设位置1(通过测量锁紧螺母18与丝杆1尾端面距离确定)，此位置使第一碟形弹簧4和第二碟形弹簧17都产生压缩变形，承受预设的压力A。在此过程中，最外圈丝杆尾座3会相应的沿丝杆1轴向向锁紧螺母18旋进的方向移动。
3、固定丝杆尾座3，固定前核查安装面间隙需在要求范围内。
4、继续旋紧锁紧螺母18至预设位置2(通过测量锁紧螺母18与丝杆1尾端面距离确定)。此时，第二碟形弹簧17压缩变形相对较大，可提供满足要求的丝杆预拉力。
如图5所示，本发明的一种带有所述的传动轴结构的立式加工中心，包括直线运动机构，所述直线运动机构通过所述传动轴结构驱动，图3中，传动轴结构通过拖板16与直线运动机构固定。还包括刀库10和用于放置待加工工件的旋转摆动工作台11，所述直线运动机构包括X轴传动机构12、Y轴传动机构13和Z轴传动机构14，所述X轴传动机构12、Y轴传动机构13和Z轴传动机构14的运动方向两两相互垂直，X轴传动机构12、Y轴传动机构13和Z轴传动机构14分别通过一个所述的传动轴结构驱动；所述刀库10与所述直线运动机构固定，所述旋转摆动工作台11具有水平转动机构和竖直转动机构，所述直线运动机构和旋转摆动工作台11均固定在一底座15上。即本发明的直线运动机构和旋转摆动工作台11形成五轴驱动机构。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种传动轴结构，其特征在于：包括丝杆(1)、螺母(2)和丝杆尾座(3)，所述螺母(2)与丝杆(1)螺纹连接，所述丝杆(1)穿设在丝杆尾座(3)内，且丝杆(1)与丝杆尾座(3)之间设有轴承(5)，所述轴承(5)具有内圈(5-1)和外圈(5-2)，所述轴承(5)的外圈(5-2)与丝杆尾座(3)固定，所述轴承(5)的内圈(5-1)与丝杆(1)固定，所述内圈(5-1)的至少一端通过弹簧与丝杆装配。
2.如权利要求1所述的传动轴结构，其特征在于：所述弹簧为碟形弹簧。
3.如权利要求1所述的传动轴结构，其特征在于：所述内圈(5-1)的远离丝杆(1)尾部的一端设置有第一碟形弹簧(4)，所述丝杆(1)上具有一丝杆台阶面(1-1)，所述丝杆尾座(3)具有一尾座台阶面(3-1)，所述第一碟形弹簧(4)的一端抵靠轴承(5)内圈(5-1)的远离丝杆(1)尾部的一端，第一碟形弹簧(4)的另一端抵靠丝杆台阶面(1-1)和尾座台阶面(3-1)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的传动轴结构，其特征在于：所述内圈(5-1)的靠近丝杆(1)尾部的一端设置有第二碟形弹簧(17)，所述第二碟形弹簧(17)的一端抵靠轴承(5)内圈(5-1)的靠近丝杆(1)尾部的一端。
5.如权利要求4所述的传动轴结构，其特征在于：所述内圈(5-1)的远离丝杆(1)尾部的一端设有径向油封(6)，所述内圈(5-1)的靠近丝杆(1)尾部的一端设有防尘隔圈(7)，所述第二碟形弹簧(17)的另一端抵靠所述防尘隔圈(7)。
6.如权利要求4所述的传动轴结构，其特征在于：所述丝杆(1)的远离丝杆尾座(3)的一端通过电机(8)驱动转动，所述电机(8)通过电机座(9)固定。
7.如权利要求1所述的传动轴结构，其特征在于：所述轴承(5)为角接触球轴承。
8.一种带有如权利要求1-7中任一项所述的传动轴结构的立式加工中心，其特征在于：包括直线运动机构，所述直线运动机构通过所述传动轴结构驱动。
9.如权利要求8所述的立式加工中心，其特征在于：所述直线运动机构包括X轴传动机构(12)、Y轴传动机构(13)和Z轴传动机构(14)，所述X轴传动机构(12)、Y轴传动机构(13)和Z轴传动机构(14)的运动方向两两相互垂直，X轴传动机构(12)、Y轴传动机构(13)和Z轴传动机构(14)分别通过一个所述的传动轴结构驱动。
10.如权利要求9所述的立式加工中心，其特征在于：还包括刀库(10)和用于放置待加工工件的旋转摆动工作台(11)，所述刀库(10)与所述直线运动机构固定，所述旋转摆动工作台(11)具有水平转动机构和竖直转动机构，所述直线运动机构和旋转摆动工作台(11)均固定在一底座(15)上。
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