專利名稱：一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床，特別是關(guān)于一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)
動裝置。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)的基礎(chǔ)，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。為了提高競爭力，對 數(shù)控機(jī)床加工精度的要求越來越高。影響數(shù)控機(jī)床加工精度的重要因素之一是機(jī)床的剛 度。合理地設(shè)置機(jī)床的結(jié)構(gòu)，可以提高機(jī)床的剛度。但是目前我國的機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計，還是基 于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計，對受力分析，以及剛度校核，并沒有太多的研究，因此從剛度的角度分析，目 前機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)置仍不夠合理。目前很多數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動方式是雙絲杠驅(qū)動(如圖3所示)。被絲杠驅(qū)動的部件 稱為運(yùn)動件，相對于絲杠不動的部件稱為固定件。圖3中相對于運(yùn)動件主軸箱，立滑板是固 定件；相對于運(yùn)動件立滑板，立柱是固定件。作為固定件的立滑板和立柱均為并行的兩條梁 連接而成的結(jié)構(gòu)。立柱和立滑板之間的導(dǎo)軌、絲杠布置方式，是當(dāng)前導(dǎo)軌絲杠布置的主流方 式，即導(dǎo)軌在內(nèi)側(cè)，絲杠在外側(cè)。由于導(dǎo)軌是主要傳遞力的部件，導(dǎo)軌在內(nèi)側(cè)使得導(dǎo)軌間的 力臂較小，抵抗力矩的能力也較小。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高導(dǎo)軌抵抗力矩能力，提高機(jī)床 剛度，有利于實(shí)現(xiàn)高精度加工的雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū) 動裝置，其特征在于它包括固定件和運(yùn)動件；所述固定件上平行設(shè)置有兩條導(dǎo)軌，所述兩 條導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)平行設(shè)置有兩條絲杠，所述兩條絲杠的一端連接設(shè)置在所述固定件上的驅(qū)動電 機(jī)，所述兩條絲杠的另一端設(shè)置在所述固定件上；所述運(yùn)動件穿設(shè)在所述兩條絲杠上，所述 運(yùn)動件上設(shè)置有與所述絲杠螺紋連接的螺母，所述運(yùn)動件上設(shè)置有沿所述兩條導(dǎo)軌滑動的 滑塊。所述運(yùn)動件呈“工”字形，其上下端的左右兩側(cè)均設(shè)置有供所述絲杠穿過的通孔， 所述螺母分別設(shè)置在每一所述通孔內(nèi)；所述滑塊設(shè)置在所述運(yùn)動件上、各所述通孔的外側(cè)。所述驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)座設(shè)置在所述固定件上。所述固定件是立滑板，所述運(yùn)動件是主軸箱，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述立滑板外側(cè)， 所述絲杠設(shè)置在所述立滑板內(nèi)側(cè)。所述固定件是立柱，所述運(yùn)動件是立滑板和主軸箱，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述立柱外 側(cè)，所述絲杠設(shè)置在所述立柱內(nèi)側(cè)。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明將導(dǎo)軌安裝在固定件的 外側(cè)，固定件上的空間有限，改變導(dǎo)軌的布置，絲杠的布置也要隨之作出調(diào)整，因此，絲杠安 裝在固定件的內(nèi)側(cè)；與此相對應(yīng)，滑塊安裝在運(yùn)動件的外側(cè)，螺母安裝在滑塊的內(nèi)側(cè)，突破了常規(guī)雙絲杠驅(qū)動導(dǎo)軌在內(nèi)側(cè)，絲杠在外側(cè)的布置方法，具有在有限的安裝空間中，導(dǎo)軌的 間距最大的優(yōu)點(diǎn)。2、本發(fā)明將導(dǎo)軌設(shè)置在絲杠外側(cè)，加大了兩導(dǎo)軌之間的間距，間距越大， 一方面可以減小固定件的變形，另一方面可以減小固定件變形對終端(工件、主軸)的影 響。本發(fā)明突破了常規(guī)雙絲杠驅(qū)動導(dǎo)軌在內(nèi)側(cè)，絲杠在外側(cè)的布置方法，將絲杠設(shè)置在內(nèi) 側(cè)、導(dǎo)軌設(shè)置在外側(cè)，具有結(jié)構(gòu)剛度大的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于雙絲杠驅(qū)動機(jī)床上。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明運(yùn)動件示意3是本發(fā)明在臥式加工機(jī)床上的應(yīng)用示意4是本發(fā)明雙絲杠的相關(guān)平面、受力方向的示意5是本發(fā)明主軸、主軸箱、立滑板的受力情況示意6是本發(fā)明立滑板的截面慣性矩示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明包括一個固定件1、一個運(yùn)動件2，以及兩者間的絲杠導(dǎo)軌等裝置。固定件1上平行設(shè)置有兩條導(dǎo)軌3，兩條導(dǎo)軌3內(nèi)側(cè)平行設(shè)置有兩條絲杠4，兩條 絲杠4的一端連接驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)座5設(shè)置在固定件1上，兩條絲杠4的另一 端通過軸承座6設(shè)置在固定件1上。運(yùn)動件2穿設(shè)在兩條絲杠4上，運(yùn)動件2上與絲杠4的連接處設(shè)置有螺母7，運(yùn)動 件2通過螺母7與絲杠4螺紋連接，驅(qū)動電機(jī)帶動絲杠4轉(zhuǎn)動，通過螺母7轉(zhuǎn)化成為運(yùn)動件 2沿絲杠4的平動。運(yùn)動件2與兩條導(dǎo)軌3之間分別設(shè)置有滑塊8，運(yùn)動件2通過滑塊8沿 導(dǎo)軌3滑動。導(dǎo)軌3和滑塊8傳遞法向壓力，絲杠4和螺母7驅(qū)動運(yùn)動件2產(chǎn)生運(yùn)動。如圖2所示，運(yùn)動件2可以設(shè)置呈“工”字形，其上下端的左右兩側(cè)均設(shè)置有允許 絲杠4穿過的通孔，每側(cè)通孔內(nèi)設(shè)置有一與相應(yīng)絲杠4配合的螺母7 ；運(yùn)動件2上，四個通 孔的外側(cè)均設(shè)置有一可沿相應(yīng)導(dǎo)軌3滑動的滑塊8。下面列舉一具體實(shí)施例，如圖3所示，本發(fā)明在臥式加工機(jī)床上的應(yīng)用，固定件1 是立滑板，運(yùn)動件2是主軸箱，導(dǎo)軌3設(shè)置在立滑板外側(cè)，絲杠4設(shè)置在立滑板內(nèi)側(cè)，主軸箱 由設(shè)置在立滑板上的絲杠4提供運(yùn)動動力。如圖3所示，在實(shí)際工作時，立滑板和主軸箱同時也作為一個整體，即作為運(yùn)動 件，在固定件立柱9上運(yùn)動，圖3中立柱9上的導(dǎo)軌和絲杠的設(shè)置，即導(dǎo)軌設(shè)置在立柱9內(nèi) 側(cè)，絲杠設(shè)置在立柱9外側(cè)，是現(xiàn)有技術(shù)，也可以采用本發(fā)明的設(shè)置，將導(dǎo)軌設(shè)置在立柱9外 側(cè)，絲杠設(shè)置在立柱9內(nèi)側(cè)(圖中未示出)。上述實(shí)施例中，固定件1可以是平行設(shè)置的兩條梁，每條梁上設(shè)置有一導(dǎo)軌和一 絲杠，這樣可以節(jié)省材料，并且為運(yùn)動件2提供運(yùn)動空間。采用本發(fā)明設(shè)置方式的原理為雙絲杠數(shù)控機(jī)床，尤其是銑床，在銑削輪廓時，工 作臺、主軸箱和立滑板等運(yùn)動件經(jīng)常會受到與刀具軸線垂直的力，受力方向如圖4所示，即雙絲杠組成的平面I與絲杠法向面II的交線方向(圖4中所示箭頭方向)。但是，目前主 流的導(dǎo)軌絲杠布置，從運(yùn)動件、導(dǎo)軌、固定件的整體剛度角度考慮，會使得固定件產(chǎn)生較大 的變形，并且把固定件的變形以比較大的比率傳遞到終端上，即工件或主軸上。下面通過上 述具體實(shí)施例對此進(jìn)行受力變形分析，證明采用本發(fā)明設(shè)置方式的優(yōu)越性。如圖5所示，本實(shí)施例中，以主軸箱為運(yùn)動件2，以立滑板為固定件1，立滑板內(nèi)側(cè) 設(shè)置有絲杠4，外側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌，主軸箱2穿設(shè)在絲杠4上，并且通過滑塊7與立滑板上的 導(dǎo)軌相配合。雙絲杠組成的平面與絲杠法向面的交線方向?yàn)檫\(yùn)動件的受力方向，作為χ方 向。分析χ方向剛度，就要分析χ方向的受力和變形，本實(shí)施例中χ方向受力變形均在主軸 10的端部。χ方向力h作用在主軸10的端部上，傳遞到立滑板上時，成為一個力和一個力 偶，如圖5所示(點(diǎn)畫線為施加在主軸10上的力，實(shí)線為作用在立滑板上的力，虛線為尺寸 值)，作用在立滑板彎曲中心A上的力！^的大小方向與主軸10的端部χ方向的受力相同。 力偶通過滑塊7作用在立滑板上，設(shè)為hz。下面計算 ^ΧΖ的大小，根據(jù)力矩平衡條件得到
權(quán)利要求
1.一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其特征在于它包括固定件和運(yùn)動件； 所述固定件上平行設(shè)置有兩條導(dǎo)軌，所述兩條導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)平行設(shè)置有兩條絲杠，所述兩條絲 杠的一端連接設(shè)置在所述固定件上的驅(qū)動電機(jī)，所述兩條絲杠的另一端設(shè)置在所述固定件 上；所述運(yùn)動件穿設(shè)在所述兩條絲杠上，所述運(yùn)動件上設(shè)置有與所述絲杠螺紋連接的螺母， 所述運(yùn)動件上設(shè)置有沿所述兩條導(dǎo)軌滑動的滑塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其特征在于所述 運(yùn)動件呈“工”字形，其上下端的左右兩側(cè)均設(shè)置有供所述絲杠穿過的通孔，所述螺母分別 設(shè)置在每一所述通孔內(nèi)；所述滑塊設(shè)置在所述運(yùn)動件上、各所述通孔的外側(cè)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其特征在于所述 驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)座設(shè)置在所述固定件上。
4.如權(quán)利要求2所述的一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其特征在于所述 驅(qū)動電機(jī)通過電機(jī)座設(shè)置在所述固定件上。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其特 征在于所述固定件是立滑板，所述運(yùn)動件是主軸箱，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述立滑板外側(cè)，所 述絲杠設(shè)置在所述立滑板內(nèi)側(cè)。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其 特征在于所述固定件是立柱，所述運(yùn)動件是立滑板和主軸箱，所述導(dǎo)軌設(shè)置在所述立柱外 側(cè)，所述絲杠設(shè)置在所述立柱內(nèi)側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙絲杠驅(qū)動機(jī)床的絲杠導(dǎo)軌驅(qū)動裝置，其特征在于它包括固定件和運(yùn)動件；所述固定件上平行設(shè)置有兩條導(dǎo)軌，所述兩條導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)平行設(shè)置有兩條絲杠，所述兩條絲杠的一端連接設(shè)置在所述固定件上的驅(qū)動電機(jī)，所述兩條絲杠的另一端設(shè)置在所述固定件上；所述運(yùn)動件穿設(shè)在所述兩條絲杠上，所述運(yùn)動件上設(shè)置有與所述絲杠螺紋連接的螺母，所述運(yùn)動件上設(shè)置有沿所述兩條導(dǎo)軌滑動的滑塊。本發(fā)明突破了常規(guī)雙絲杠驅(qū)動導(dǎo)軌在內(nèi)側(cè)，絲杠在外側(cè)的布置方法，將絲杠設(shè)置在內(nèi)側(cè)、導(dǎo)軌設(shè)置在外側(cè)，具有結(jié)構(gòu)剛度大的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于雙絲杠驅(qū)動機(jī)床上。
文檔編號B23Q5/40GK102126154SQ20111006452
公開日2011年7月20日 申請日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者葉佩青, 張輝, 汪勁松, 趙彤, 郭壘 申請人:清華大學(xué)