CN204700627U - 一种用于数控机床的直线进给装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于数控机床的直线进给装置，所述数控机床具有驱动装置，其特征在于，包括：相匹配的丝杠以及丝杠螺母座；具有用于容纳所述第一端的第一孔径的第一轴承座；具有用于容纳所述第二端的第二孔径的第二轴承座；所述丝杠的第一端和第二端分别经由所述第一孔径和所述第二孔径设置于所述第一轴承座和所述第二轴承座之上；以及一端与所述丝杠的第一端连接，另一端与所述驱动装置连接的波纹管联轴器。本实用新型提供的直线进给装置的结构紧凑灵巧，不需要大功率的驱动电机，节能降耗。所采用的波纹管联轴器不存在背隙，并且具有高扭矩、高刚性。其还能够补偿轴向、径向以及角位移偏差，以精确的将驱动电机的动力传导至丝杠。

Description

一种用于数控机床的直线进给装置

技术领域

本实用新型涉及数控机床领域，特别涉及一种用于数控机床的直线运动进给装置。

背景技术

目前，高端数控镗铣床对进给机构的要求主要是大扭矩、动态响应特性好以及高传动精度。一般情况下，进给机构采用同步齿形带减速机构或者多级齿轮箱减速机构。

但是，在实际应用中，同步齿形带减速机构的减速比i≤3，因此，需要选用较大规格的电机，导致能源消耗过大，不符合国家的节能政策。多级齿轮箱减速机构的外形尺寸大，对于安装空间的要求高，不利于数控设备集成化。另外，多级齿轮的背隙累积较大，动态性能较差，导致进给机构的精度不如人意。

因此，提供一种结构简单、节能，并且具有较高精度的直线运动进给机构成为亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于数控机床的直线进给装置，所述数控机床具有驱动装置，其特征在于，包括：相匹配的丝杠以及丝杠螺母座，所述丝杠具有第一端和第二端，所述丝杠螺母座用于承载移动部件；具有用于容纳所述第一端的第一孔径的第一轴承座；具有用于容纳所述第二端的第二孔径的第二轴承座；所述丝杠的第一端和第二端分别经由所述第一孔径和所述第二孔径设置于所述第一轴承座和所述第二轴承座之上；以及一端与所述丝杠的第一端连接，另一端与所述驱动装置连接的波纹管联轴器。

在本实用新型的一些实施方式中，所述直线进给装置包括：固定设置于所述第一孔径内的第一轴承，所述第一轴承的直径等于所述第一端的直径；固定设置于所述第二孔径内的第二轴承，所述第二轴承的直径等于所述第二端的直径；所述丝杠的第一端和第二端分别经由所述第一轴承和所述第二轴承设置于所述第一轴承座和所述第二轴承座之上。

在本实用新型的一些实施方式中，所述第一轴承和所述第二轴承均为滚针和推力圆柱滚子组合轴承。

在一些优选的实施方式中，轴承座内设置有与丝杠的端部直径相当的轴承。轴承不仅能够将丝杠定位于轴承座内，而且能够减小丝杠旋转时的动力损失。更优选的，采用滚针和推力圆柱滚子组合轴承能够使机械系统设计更加紧凑灵巧。

在本实用新型的一些实施方式中，所述波纹管联轴器设置于所述第一孔径内，所述丝杠的第一端上套设有用于封闭所述第一孔径的隔圈，所述第一轴承座与所述波纹管联轴器相应位置的管壁上具有开口，所述开口处可拆卸的设置有盖板。

为了保护波纹管联轴器而将其设置于第一轴承座的第一孔径内，从而延长其使用寿命。在丝杠的第一端之上设置隔圈，以使丝杠的第一端进入第一孔径后，隔圈将第一孔径封闭。通过在第一孔径的管壁上设置开口并安装盖板，以满足随时对设置于第一轴承座内的波纹管联轴器进行检修的需要。

在本实用新型的一些实施方式中，所述丝杠的第二端位于第二孔径内的部分套设筒形轴承座动圈，所述轴承座动圈的中部向内凹陷，所述轴承座动圈的前部和后部与所述第二孔径的周壁间隙配合，所述轴承座动圈的中部与所述第二孔径的周壁形成空腔，所述第二轴承座下部开设用于连通所述空腔和外部空间的排污通道。

当本实用新型提供的直线进给装置工作时，丝杠旋转，轴承座动圈与第二孔径的周壁间隙配合的部分产生压力场，以阻止灰尘等进入第二孔径内。当直线进给装置处于非工作状态时，丝杠静止，灰尘等细小颗粒有可能会进入第二孔径内，但是当直线进给装置再次工作时，进入第二孔径的灰尘等细小颗粒便会进入轴承座动圈的中部与第二孔径的周壁形成的空腔内，之后，则顺着排污通道排出第二轴承座。这种设计方式，使得本实用新型提供的直线进给装置具备了自动清理的能力，从而降低了人工成本。

在本实用新型的一些实施方式中，所述丝杠的第二端位于所述第二孔径内的最端部设置有用于预紧所述丝杠的精密锁紧螺母。

精密锁紧螺母可以消除第一轴承和第二轴承的游隙，并且可以补偿丝杠的热伸长。

在本实用新型的一些实施方式中，为了使得第一轴承座、第二轴承座以及丝杠的中心处于同一水平线之上，以提高加工精度，所述直线进给装置包括：设置于所述第一轴承座下部的用于调节所述第一轴承座高度的第一垫片；以及设置于所述第二轴承座下部的用于调节所述第二轴承座高度的第二垫片。

在本实用新型的一些实施方式中，所述丝杠螺母座具有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分之间设置有厚度与所述丝杠的反向间隙 相同的垫片。

当丝杠的旋转方向改变时，由于存在反向间隙，因此丝杠螺母座不会立刻跟随丝杠发生反向的直线运动。将丝杠螺母座分成两部分，并且在这两部分之间设置厚度大于或等于反向间隙的垫片，能够进行反向间隙补偿，有效的避免这一问题。

本实用新型的提供的用于数控机床的直线进给装置的结构紧凑灵巧，不需要大功率的驱动电机，能够达到节能降耗的目的。所采用的波纹管联轴器不存在背隙，并且具有高扭矩、高刚性，其还能够补偿轴向、径向以及角位移偏差，以精确的将驱动电机的动力传导至丝杠。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的直线运动进给装置剖面示意图；

图2为本实用新型一实施方式的直线运动进给装置的剖面立体示意图；

图3为本实用新型一实施方式丝杠的第二端与精密锁紧螺母的配合示意图；

图4为本实用新型一实施方式丝杠螺母座的结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2所示，本实用新型一实施方式提供的直线运动进给装置主要包括滚珠丝杠1、设置于滚珠丝杠1之上的丝杠螺母座2、第一轴承座3、第二轴承座4以及波纹管联轴器5。滚珠丝杠1以及丝杠螺母座2的配合，可以将驱动装置的旋转运动，转化为丝杠螺母座2的直线运动。

第一轴承座3管状，其孔径大于滚珠丝杠1的直径。第一滚针和推力圆柱滚子组合轴承6设置于第一轴承座3内部，并通过螺钉7固定于第一轴承座3的内壁之上。滚珠丝杠1的左端进入第一轴承座3，以使第一滚针和推力圆柱滚子组合轴承6能够紧密的套设在其之上。第一轴承座3的一端设置有隔圈10，其孔径能够使滚珠丝杠1的左端进入，并通过螺钉与第一滚针和推力圆柱滚子组合轴承6固定。安装完成时，隔圈10与第一轴承座3组成迷宫密封，将第一滚针和推力圆柱滚子组合轴承6密封于第一轴承座3内。

波纹管联轴器5设置于第一轴承座3的内部，其一端通过精密锁紧螺母7连接于滚珠丝杠1的左端，另一端略微伸出第一轴承座3。

第一轴承座3的外部设置有电机8以及行星减速机9。电机8通过行星减速机9与波纹管联轴器5伸出第一轴承座3的一端连接，以将电机8的动力经由波纹管联轴器5传导给滚珠丝杠。

为了便于检修，第一轴承座3的管壁上部具有开口11，其位置与安装于 第一轴承座3内部的波纹管联轴器5相应。在开口11上通过螺钉安装盖板12。当需要对波纹管联轴器5进行检修时，仅需要开启盖板12即可。

第二轴承座13同样为管状，其内部设置有第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14。第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14的孔径与滚珠丝杠1右端的直径相当，以使第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14能够套设在滚珠丝杠1的右端上。

第二轴承座13的右侧开口被压板15密封。第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14和压板15之间设置有隔圈16以及精密锁紧螺母17。隔圈16和精密锁紧螺母17套设于滚珠丝杠1的左端。第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14和隔圈16通过螺钉18固定。

第二轴承座13的左侧开口处设置有能够套设于滚珠丝杠1之上的精密锁紧螺母19，以用于将左侧开口封闭。位于精密锁紧螺母19和第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14之间的滚珠丝杠1部分套设筒形轴承座动圈20。筒形轴承座动圈20的中部向内凹陷，两端基本于第二轴承座13的孔径相同，但是间隙配合，以形成缝隙I。筒形轴承座动圈20凹陷的中部则与第二轴承座13的孔壁形成空腔Ⅱ。在第二轴承座13下部，开设有连通空腔Ⅱ以及外部空间的排污通道Ⅲ。

当滚珠丝杠1在电机的8的带动下高速旋转时，缝隙I和空腔Ⅱ内的气体形成压力场，将灰尘等细微颗粒阻隔在第二轴承座13的孔径之外。当滚珠丝杠1停止旋转，上述压力场消失，灰尘等细微颗粒有可能会进入空腔Ⅱ内。但是，当滚珠丝杠1再次高速旋转时，灰尘等细微颗粒会经由与空腔Ⅱ连通的排污通道Ⅲ排出至外部空间。

仍然参照图1和2，本实施方式提供的直线运动进给装置的丝杠螺母座2用于与移动部件21连接，以使移动部件21能够随着丝杠螺母座2沿丝杠直线运动。第一轴承座3和第二轴承座13则分别固定在数控机床之上。

在一种优选的实施方式中，第一轴承座3的底部呈横置的“L”形，其与机床的固定部位22具有水平安装面A和竖直安装面B，使其能够通过螺钉进行更稳定的安装定位。第二轴承座13则可以通过垫块和楔块安装于固定部位23。当然，应当根据固定部件22和固定部位23的形状，采取更为恰当、方便的安装方式

参照附图3所示，在另外一些实施方式中，精密锁紧螺母17之上开设有用于安装防松销24的孔。防松销24通过螺钉25压紧。这种防止脱离的方式同样适用于精密锁紧螺母7和精密锁紧螺母19之上。

另外，安装时，可以使精密锁紧螺母17对第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14进行预紧，以使得滚珠丝杠1被预拉伸。或者，使精密锁紧螺母7 对第一滚针和推力圆柱滚子组合轴承6进行预紧，以使得滚珠丝杠1被预拉伸。再或者，上述两者同时进行。这种设置方式，能够有效的消除第一滚针和推力圆柱滚子组合轴承6和第二滚针和推力圆柱滚子组合轴承14的游隙，同时能够补偿滚珠丝杠1的热伸长。

如附图4所示，在本实用新型的一些实施方式中，丝杠螺母座2具有第一部分26和第二部分27，并且第一部分26和第二部分27之间设置有垫片28。垫片28与第一部分26连接，通过轴向压紧力压紧于第二部分27上。垫片28的厚度大于或等于丝杠的反向间隙，以使得丝杠反向旋转时，垫片27能够通过反向涨紧消除滚珠丝杠1和丝杠螺母座2之间的反向间隙。

以上对本实用新型的各种实施范例进行了详细说明。本领域技术人员将理解，可在不偏离本实用新型范围(由所附的权利要求书限定)的情况下，对实施方案进行各种修改、改变和变化。对权利要求范围的解释应从整体解释且符合与说明一致的最宽范围，并不限于示例或详细说明中的实施范例。

Claims (8)

1.一种用于数控机床的直线进给装置，所述数控机床具有驱动装置，其特征在于，包括：

相匹配的丝杠以及丝杠螺母座，所述丝杠具有第一端和第二端，所述丝杠螺母座用于承载移动部件；

具有用于容纳所述第一端的第一孔径的第一轴承座；

具有用于容纳所述第二端的第二孔径的第二轴承座；

所述丝杠的第一端和第二端分别经由所述第一孔径和所述第二孔径设置于所述第一轴承座和所述第二轴承座之上；以及

一端与所述丝杠的第一端连接，另一端与所述驱动装置连接的波纹管联轴器。

2.根据权利要求1所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，包括：

固定设置于所述第一孔径内的第一轴承，所述第一轴承的直径等于所述第一端的直径；

固定设置于所述第二孔径内的第二轴承，所述第二轴承的直径等于所述第二端的直径；

所述丝杠的第一端和第二端分别经由所述第一轴承和所述第二轴承设置于所述第一轴承座和所述第二轴承座之上。

3.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，所述波纹管联轴器设置于所述第一孔径内，所述丝杠的第一端上套设有用于封闭所述第一孔径的隔圈，所述第一轴承座与所述波纹管联轴器相应位置的管壁上具有开口，所述开口处可拆卸的设置有盖板。

4.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，所述丝杠的第二端位于第二孔径内的部分套设筒形轴承座动圈，所述轴承座动圈的中部向内凹陷，所述轴承座动圈的前部和后部与所述第二孔径的周壁间隙配合，所述轴承座动圈的中部与所述第二孔径的周壁形成空腔，所述第二轴承座下部开设用于连通所述空腔和外部空间的排污通道。

5.根据权利要求2所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，所述丝杠的第二端位于所述第二孔径内的最端部设置有用于预紧所述丝杠的精密锁紧螺母。

6.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，包括：

设置于所述第一轴承座下部的用于调节所述第一轴承座高度的第一垫片；以及

设置于所述第二轴承座下部的用于调节所述第二轴承座高度的第二垫片。

7.根据权利要求2所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，所述第一轴承和所述第二轴承均为滚针和推力圆柱滚子组合轴承。

8.根据权利要求1或2所述的用于数控机床的直线进给装置，其特征在于，所述丝杠螺母座具有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分之间设置有厚度大于或等于所述丝杠的反向间隙的垫片。