專利名稱：滑枕式銑頭進給機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種滑枕式銑頭進給機鉤，具體是涉及一種高速龍門五軸加工中心用 滑枕式銑頭進給(Z軸)機構，適用于機床Z軸需要高加速進給的場合。
背景技術：
普通數(shù)控龍門鏜銑床的Z軸進給速度一般較慢(常用的進給速度為6-lOm/min)， 進給加速度較小(約為0. 3-lm/s2)，此工況條件下Z軸滾珠絲杠承受的軸向力較小。進而， 普通數(shù)控龍門鏜銑床的Z軸進給機構可以作為多自由度剛性體系統(tǒng)來研究，其Z軸進給機 構一般采用滾珠絲杠螺母固定，滾珠絲杠既作旋轉運動，又作直線運動的形式。同時，滾珠 絲杠一端采用軸向固定，另外一端為自由端的安裝結構。而在大型高速龍門五軸加工中心中，Z軸進給速度高(20-40m/m in)，進給加速度 大(約為2-4m/s2)，由于慣性力的存在，Z軸滾珠絲杠承受的軸向力很大。此時，需要將Z軸 進給機構作為多自由度柔性體系統(tǒng)來研究。由于滾珠絲杠承受的軸向力很大，上述面向低 速度和低加速度工況的普通數(shù)控龍門鏜銑床的結構難以滿足高速、高加速度的工況，經(jīng)過 研究發(fā)現(xiàn)，普通數(shù)控龍門鏜銑床的進給機構的滾珠絲杠的剛性不足，如果將其Z軸進給機 構應用到大型高速龍門五軸加工中心中必然導致加工精度的降低。那么如何提高大型高速 龍門五軸加工中心的加工精度成為新的課題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種可應用于機床Z軸需要高速高加速進給的 場合的滑枕式銑頭進給機構，以保證滾珠絲杠的剛度，進而保證機床的加工精度。本發(fā)明采用以下技術方案該發(fā)明滑枕式銑頭進給機構，包括滾珠絲杠和螺母形成的用于驅動滑枕的滾珠絲 杠螺母副，以及驅動該滾珠絲杠螺母副的驅動裝置，所述滾珠絲杠的上下端各設有一個軸 承，并在該軸承裝配時對滾珠絲杠施以預緊力F。依據(jù)本發(fā)明技術方案的滑枕式銑頭進給機構，采用滾珠絲杠上下支撐的方式替換 現(xiàn)有的一端支撐另一端為自由端的方式，以增強滾珠絲杠在使用狀態(tài)下的剛性。同時，對滾 珠絲杠進行預緊，以進一步的提高其使用狀態(tài)的剛性。采用本方案的進給機構大大拓展了 其適用范圍。上述進給機構，所述預緊力F = (A XEXAt) /9800 [kg]；式中A是絲杠的截面面積A = ( π X d2) /4，d是絲杠的底部直徑；E是絲杠的彈性系數(shù)；At是絲杠的平均溫升(度)。上述進給機構，所述軸承為組合軸承。上述進給機構，所述軸承的精度不小于P4級。上述進給機構，所述螺母為兩個，且這兩個螺母之間有調整墊。
上述進給機構，所述螺母通過絲杠支座與滑枕連接。優(yōu)選地，上述進給機構，驅動裝置包括電機和同步帶機構，其中同步帶機構的主動 帶輪安裝于電機的輸出軸上，被動帶輪安裝于所述滾珠絲杠上。上述進給機構，所述電機為伺服電機。


下面結合說明書附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的闡述，使本領域的技術人員 更好的理解本發(fā)明，其中圖1為依據(jù)本發(fā)明技術方案的滑枕式銑頭進給機構的使用狀態(tài)圖。
圖2為圖1中d部放大圖。圖中1、電機，2、主動帶輪，3、同步帶，4、被動帶輪，5、支座，6、軸承，7、滾珠絲杠， 8、螺母，9、絲杠支座，10、軸承，a、銑頭，b、溜板，C、滑枕，d、進給機構，e、橫梁。
具體實施例方式參照說明書附圖1和2，依據(jù)本發(fā)明的技術方案，其示出了一種滑枕式銑頭進給機 構，包括滾珠絲杠7和螺母8形成的用于驅動滑枕c的滾珠絲杠螺母副，以及驅動該滾珠絲 杠螺母副的驅動裝置，其特征在于所述滾珠絲杠的上下端各設有一個軸承，并在該軸承裝 配時對滾珠絲杠施以預緊力F。優(yōu)選地，所述預緊力F = (AXEX At)/9800[kg]；式中A是絲杠的截面面積A = ( π X d2) /4，d是絲杠的底部直徑；E是絲杠的彈性系數(shù)；Δ t是絲杠的平均溫升(度)。根據(jù)優(yōu)選的預緊力，配以上下設置的軸承，可以使?jié)L珠絲杠的剛性增強3. 8 4. 2 倍。當然，如果滾珠絲杠一端為自由端也沒有辦法對滾珠絲杠進行預緊，兩端支撐是進行預 緊的必要條件。本領域的技術人員在閱讀了上述基本方案之后，可以選擇或者組合以下技術手 段優(yōu)選地，為了使?jié)L珠絲杠的安裝結構尺寸趨于緊湊，所述軸承為組合軸承。由于原 有滾珠絲杠一端固定時，所述軸承由一個推力軸承和一個向心滾子軸承組成，結構尺寸大， 如果采用兩端固定，必然造成尺寸的進一步擴大，為此，采用組合軸承予以替代，以滿足兩 端固定的使用要求，克服原有滾珠絲杠不能兩端固定的缺陷。進一步地，為了保證加工精度，所述軸承的精度不小于P4級。優(yōu)選地，所述螺母為兩個，且這兩個螺母之間有調整墊，以消除絲杠反向旋轉時的 間隙。為了可靠連接和后期維護的簡便性，所述螺母通過絲杠支座9與滑枕連接。自然， 為了簡化結構，本領域的技術人員可能采用螺母直接與滑枕連接的方式，此時螺母的結構 還要額外的設置特定的連接部，結構比較復雜。優(yōu)選地，驅動裝置包括電機1和同步帶機構，其中同步帶機構的主動帶輪2安裝于 電機的輸出軸上，被動帶輪4安裝于所述滾珠絲杠上。同時，關于同步帶機構，本領域的技術人員還可以選擇其它的同步傳動機構，比如齒輪傳動機構、鏈傳動機構等，這些傳動機構 各有優(yōu)缺點，本領域的技術人員可以根據(jù)自己的需要進行選擇。
所述電機為伺服電機 。
權利要求
一種滑枕式銑頭進給機構，包括滾珠絲杠(7)和螺母(8)形成的用于驅動滑枕(c)的滾珠絲杠螺母副，以及驅動該滾珠絲杠螺母副的驅動裝置，其特征在于所述滾珠絲杠的上下端各設有一個軸承，并在該軸承裝配時對滾珠絲杠施以預緊力F。
2.根據(jù)權利要求1所述的進給機構，其特征在于所述預緊力F= (ΑΧEX At)/9800[kg]；式中A是絲杠的截面面積A= (π Xd2)/4，d是絲杠的底部直徑； E是絲杠的彈性系數(shù)； At是絲杠的平均溫升(度)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的進給機構，其特征在于所述軸承為組合軸承。
4.根據(jù)權利要求3所述的進給機構，其特征在于所述軸承的精度不小于P4級。
5.根據(jù)權利要求4所述的進給機構，其特征在于所述螺母為兩個，且這兩個螺母之間設有調整墊。
6.根據(jù)權利要求5所述的進給機構，其特征在于所述螺母通過絲杠支座(9)與滑枕連接。
7.根據(jù)權利要求4所述的進給機構，其特征在于驅動裝置包括電機(1)和同步帶機 構，其中同步帶機構的主動帶輪(2)安裝于電機的輸出軸上，被動帶輪(4)安裝于所述滾珠 絲杠上。
8.根據(jù)權利要求7所述的進給機構，其特征在于所述電機為伺服電機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種滑枕式銑頭進給機構，包括滾珠絲杠和螺母形成的用于驅動滑枕的滾珠絲杠螺母副，以及驅動該滾珠絲杠螺母副的驅動裝置，所述滾珠絲杠的上下端各設有一個軸承，并在該軸承裝配時對滾珠絲杠施以預緊力F。依據(jù)本發(fā)明的進給機構適用范圍廣，且能夠保證滾珠絲杠的剛度，進而保證了加工的精度。
文檔編號B23Q5/40GK101817153SQ20101015503
公開日2010年9月1日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權日2010年4月26日
發(fā)明者劉衛(wèi)紅, 孫建宏, 王偉, 高玉麗 申請人:濟南二機床集團有限公司