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数控龙门铣横梁进给机构的“改进”

时间:2019-05-17 点击次数:632
   数控龙门铣横梁进给机构的“改进”
  滚珠丝杠是工具机械和精密机械上常用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换为线性运动,或将转矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度可逆性和率的特点。因此现代数控机床进给方向上大量地采用滚珠丝杠。下文对数控龙门铣横梁进给滚珠丝杠的变形问题进行机构的优化改进,有兴趣的不妨来看看:
  大型数控龙门铣床横梁通过固定在横梁上的伺服电动机提供旋转转矩,滚珠丝杠的两端固定在有轴承组合的丝杠座上,能自由旋转,丝杠的丝母固定在溜板箱上,通过旋转直线的转变来实现溜板箱沿横梁直线Y向往复移动,该结构将滚珠丝杠的高精度、快速反应的性能全部发挥出来。
  这其中存在哪些问题?
  数控龙门铣镗床在进行大平面重切削或空间位置面加工及曲面外轮廓加工时,容易产生弯曲变形。一般情况下冷轧丝杠在丝杠直径为100mm情况下变形,而研磨丝杠在直径为60mm的情况下产生弯曲变形,加上由于大型龙门铣镗床一般Y向跨距行程比较大,一般在3m以上。
  甚至为了加工风电、水利和核电等一些经济效益明显的大型加工件,要求龙门铣床的跨度达到6m左右,因此要求丝杠的长度比较长。丝杠在自重的情况下更容易产生变形,从而严重影响了滚珠丝杠的使用精度和寿命,影响了工厂的生产周期和经济效益。因此,解决丝杠的变形对提高加工工件精度、降低生产成本和增加经济效益有着重要的作用。
  解决思路分析:
  横梁一般为箱式结构,在箱体靠近丝杠长度中间位置开孔,将整个支撑装置嵌入到横梁内部,通过螺钉把合在箱体内壁上,完成固定。整个装置突出横梁前表面的轴端置于滚珠丝杠的下方。
  当溜板箱沿横梁Y向移动到达支撑装置附近时,溜板箱的斜面通过轴承接触,从而挤支承轴,使得轴沿直线轴承嵌入横梁箱体内。通过直线轴承的固定,保证了轴的直线运动精度和支撑位置的精度。
  当溜板箱远离支撑位置时,支承轴在压缩弹簧的作用下恢复到开始位置,从而保证滚珠丝杠处于被支撑状态,此时锁紧螺母较好地控制弹簧的压缩长度,从而确保铜片有效地与丝杠接触。铜片通过螺钉把合在支持轴的台阶面上,铜片因质地软,不损伤丝杠且容易更换。
  以上工作过程是在溜板箱靠近支撑装置的情况下运行。当溜板箱远离支撑装置时,该装置始终托举滚珠丝杠,达到支撑减少重力变形的目的。

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