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数控加工中心超长丝杠辅助支撑装置设计

 阿明哥哥资料区 2019-09-01

简介

近年来,随着装备制造业的快速发展,机床行业的需求从简易型、普及型向复合 化、精密化、大型化转变。例如,加工中心机床的加工台面、各向行程越来越大,但同时对加 工质量的要求越来越高。由于台面和行程的增大将导致用于传动的丝杠长度变长,当水平放置时,丝杠将 因自身重力的作用出现中部下垂的现象,再加上加工过程中丝杠高速旋转,整个丝杠将产 生严重的颤振现象,丝杠的变形导致滚珠在丝杠滚道内的受力环境恶劣化,使得丝杠的传 动精度及使用寿命急剧下降。因此,如何避免丝杠在工作过程中出现上述现象,是本领域技术人员亟待解决的 技术难题。

优点

通过在丝母两侧的丝杠下分别设置 一个辅助支撑组件,该辅助支撑装置通过支撑台支撑于丝杠的下方,避免了因丝杠下垂及 颤振而造成传动精度及使用寿命下降的问题,进一步地,在支撑台与支撑体之间设有楔形 滑块及调整螺栓,以便根据需要调整支撑台的支撑强度,实现支撑台的上下调节,进一步 地,在支撑体上设有滚珠导向器及其相应的刮屑板,移动摩擦力大大降低,且避免了灰尘或 者铁屑等影响辅助支撑组件的移动 ;进一步地,连于两个辅助支撑组件之间的连接杆的长 度为丝杠行程的二分之一,大大提高了支撑效果。

数控加工中心超长丝杠辅助支撑装置设计


床身 10 上设有两个安装座 20,丝杠 30 安装于两个安装座 20 之间,丝杠 辅助支撑装置包括与丝杠 30 平行布置的两个导板 1 以及设于丝母 40 两侧的导板 1 上的一 对辅助支撑组件,两个导板 1 均位于丝杠 30 的下方且相距一定距离,该一对辅助支撑组件 通过连接杆 5 相连。其中,任一辅助支撑组件包括楔形滑块 2、滚珠导向器 3、刮屑板 4、支撑台 6、支撑 体 7、防撞块 8 和调整螺栓 9 ;支撑体 7 的两端跨设于两个导板 1 上且其两端分别设置滚珠 导向器 3 以及相应的刮屑板 4,滚珠导向器 3 用于在导板 1 上滚动,其转动轴与导板 1 垂直, 刮屑板 4 位于滚珠导向器 3 的前后两侧,用于清扫导板 1 上的灰尘或者铁屑等 ;连接杆 5 的 两端分别与支撑体 7 相连,其长度为丝杠行程的二分之一 ;防撞块 8 设于支撑体 7 靠近丝 母 40 的一侧,防撞块 8 与丝母 40 接触的部分为尼龙材料 ;支撑体 7 的顶侧开设有楔形滑槽 71,楔形滑块 2 设于该楔形滑槽 71 内且可在该楔形滑块 71 内滑动,其滑动方向与导板 1 或 者丝杠 30 平行,

楔形滑块 71 的顶面通过螺栓与支撑台 6 的底面固定连接,楔形滑块 71 的 一侧通过调整螺栓 9 与支撑体 7 及防撞块 8 固定相连,即该调整螺栓 9 依次穿过防撞块 8、 支撑体 7 和楔形滑块 2,调整螺栓 9 的轴向与楔形滑块 2 的移动方向相同,楔形滑块 2 上供 调整螺栓 9 伸出的安装孔为长形孔,以便于在楔形滑块 2 前后滑动时,调整螺栓 9 可在该长 形孔内上下移动,调整螺栓 9 的伸出端通过螺母紧固,调整螺栓 9 的头部和伸出端均具有相 应的操作孔。支撑台 6 的底面固定于楔形滑块 2 上,支撑台 6 顶面设有圆弧形槽面 61,该圆弧形 槽面 61 与丝杠 30 的形状相匹配,

支撑台 6 为硬度略小于丝杠 30 的耐磨材料,且该 耐磨材料具有自润滑功能,以便尽量减小对丝杠 30 表面的磨损 ;支撑台 6 仅在丝杠 30 的底 面对其进行支撑,在满足丝杠 30 支撑的同时减小了与丝杠 30 的接触面积,从而减少了对丝 杠 30 表面造成的影响。在工作过程中,丝杠 30 在动力装置的驱动下旋转,支撑台 6 的圆弧形槽面 61 支撑 着丝杠 30,丝母 40 开始沿着丝杠 30 的延伸方向运动,以图 1 所示为具体情景且假设此时丝 母 40 向左运动为例,随着丝杠 30 的转动,丝母 40 向左运动,当向左运动至左边的辅助支撑 组件时,首先碰撞防撞块 8,然后推动左边的辅助支撑组件,由于左右两个辅助支撑组件通 过连接杆 5 相连,两个辅助支撑组件将在丝母 40 的作用下沿着导板 1 继续向左移动,当丝 杠 30 转向时,丝母 40 反向向右移动,当接触右边的辅助支撑组件后,带动两个辅助支撑组 件向右移动,在整个过程中,左右两个支撑台 6 均对丝杠 30 的下侧进行辅助支撑,以确保丝 杠 30 的运

当支撑台 6 因磨损而造成支撑力度减小时,可通过 调整螺栓 9 调节楔形滑块的高度,从而提高支撑台 6 支撑强度,此外,在其他实施例中,也可 以根据需要其他的方式调整支撑强度,例如,使用垂直放置的调整螺栓上下举升支撑台。支撑体 7 通过滚珠导向器 3 在导板 1 上滑动,可以 有效减小摩擦力,进而减小丝母 40 接触辅助支撑组件后施加的作用力,提高了丝杠副的传 动精度,另外,由于滚珠导向器 3 的两侧还设有刮屑板 4,可加强上述效果,避免灰尘或者铁 屑等阻碍辅助支撑组件的移动 ;在其他实施例中,辅助支撑组件也可以根据需要使用其他 的移动方式,例如,通过导轨或者导槽等。采用前后两个导板 1 为辅助支撑组件提供移动支 撑,相应地,每个辅助支撑组件设有两个滚珠导向器 3 及其相应的刮屑板 4,但在其他实施 例中,可以根据需要仅使用一个导板 1,每个辅助支撑组件也可以根据需要使用一个滚珠导 向器 3 及相应的刮屑板 4。

连接杆 5 的长度为丝杠行程的二分之一,取得的支 撑效果最好,但在其他实施例中,也可以根据需要使用二分之一左右的其他长度,例如,位 于丝杠行程的三分之一到四分之一之间的任一值。通过为丝母两侧的丝杠分别设置一 个辅助支撑组件,该辅助支撑装置通过支撑台的圆弧形槽面支撑于丝杠的下方,该支撑台 的硬度略小于丝杠的硬度,在对丝杠支撑的同时减小了对丝杠表面造成的影响,避免了因 丝杠下垂及颤振而造成传动精度及使用寿命下降的问题,其次,在支撑台与支撑体之间设 有楔形滑块及调整螺栓,以便根据需要调整支撑台的支撑强度,实现支撑台的上下调节,再 者,在支撑体上设有滚珠导向器及其相应的刮屑板,大大降低了辅助支撑组件的移动摩擦 力,进而减小丝母接触辅助支撑组件后施加的作用力,提高了丝杠副的传动精度,此外,连 于两个辅助支撑组件之间的连接杆的长度为丝杠行程的二分之一,大大提高了支撑效果。




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