专利名称：加工中心三轴伺服进给传动结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加工中心，尤其涉及该加工中心三轴伺服进给传动结构。
背景技术：
加工中心在机械制造和加工领域应用十分广泛，特别是在汽车、电子、模具和航天 技术等领域的零部件配套加工中扮演着十分重要的角色。由图1可见，加工中心机械部分主要由以下部件组成包括床身、滑鞍、工作台、主 轴箱以及立柱的主体部分1，X轴伺服进给传动2，Y轴伺服进给传动3，Z轴伺服进给传动4， 主轴切削传动5以及垂直移动平衡传动6。其中X轴伺服进给实现工作台横向伺服移动， Y轴伺服进给实现工作台纵向伺服移动，Z轴伺服进给实现主轴垂直伺服移动，主轴切削传 动实现平面高速旋转，平衡传动则用于平衡主轴箱体的垂直移动，XYZ三轴联动控制则可实 现三维图形的加工。加工中心的各机械组成部分中，三轴伺服进给传动系统则是该产品制造中的难点 和核心，尽管传统的典型进给传动结构运用极其普遍，但是，仍然满足不了科技发展和高精 密加工的要求，为此，国内外制造厂家都在不断的研究和改进传动结构，旨在提高传动系统 的定位精度、可靠性和精度稳定性，进一步满足市场的需求。由图2可见传统的进给结构主要由以下部件组成滚珠丝杠101、螺母座102、电 机座103、轴承座104、锁紧螺母105、2个精密轴承107、联轴器110和伺服电机112。图示 A、B处缺少支承轴承两端密封，图示C处未预留热膨胀调整间隙，图示D处无预拉伸锁紧螺 母，图示E处无极限缓冲撞块，同时前后支承如果不选用丝杠专用轴承，则很难承受高速传 动和大的轴向载荷力，精度保持性也将受到影响。上述机构由此存在轴向产生热膨胀量堆栈问题、轴承密封问题、轴向间隙调整问 题以及高精度定位和精度保持性问题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种加工中心三轴伺服进给传动结构，旨在 解决上述的问题。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明包括滚珠丝杠、螺母座、电机座、轴承座、锁紧螺母、支承滚珠丝杠两端的 2组精密轴承、联轴器和伺服电机；在所述的精密轴承两侧上分别安置一个外侧密封和内 侧密封，在滚珠丝杠上、靠近精密轴承上安置一个极限缓冲撞块；在滚珠丝杠的后端丝杠内 肩处预留间隙；在滚珠丝杠的尾端安置一个预拉伸锁紧螺母。与现有技术相比，本发明的 有益效果是提高了伺服传动的精度和稳定性，零件通 用化率高，控制了生产成本，降低了故障率，便于维修和保养。
图1是现有技术中加工中心结构示意图；图2是图1中三轴伺服进给传动系统结构示意图；图3是本发明结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述由图3所示本发明包括滚珠丝杠101、螺母座102、电机座103、轴承座104、锁紧螺母105、支承滚珠丝杠101两端的2组精密轴承107、联轴器110和伺服电机112 ；在所述 的精密轴承107两侧上分别安置一个外侧密封106和内侧密封108，在滚珠丝杠101上、靠 近精密轴承107上安置一个极限缓冲撞块109 ；在滚珠丝杠101的后端丝杠内肩处预留间 隙113 ；在滚珠丝杠101的尾端安置一个预拉伸锁紧螺母114 ；所述的2组精密轴承107分别为前端采用3列DBD组合形式的向心推力球轴承支 承和后端的2列面对面DF组合形式的向心推力球轴承支承。本发明在现有螺母座、电机座、轴承座、锁紧螺母、精密轴承、联轴器和伺服电机的 基础上，采用双向预拉伸滚珠丝杠和高精度向心推力球轴承(丝杠专用轴承)定位预负荷方 法，增加了轴承外侧密封，内侧密封，极限缓冲撞块，改进电机连接板，丝杠内肩处预留热膨胀 调整间隙，丝杠尾端预拉伸锁紧螺母，从而实现了加工中心伺服进给的高速传动和精密定位。本发明采用双向预拉伸滚珠丝杠两端支承，同时采用高精度向心推力球轴承(丝 杠专用轴承)定位预负荷方法，保证了传动精度精确、稳定，轴向承载能力大，轴承刚性增 强，运转平稳，噪音低，并对轴承采取双向密封措施，延长了轴承的使用寿命；此外，调隙螺 母结构预紧可靠，便于调整。本发明是将预拉伸精密滚珠丝杠水平安装于螺母座内，两端分别于固定于电机座 和轴承座中，电机端(图3左端)采用3列DBD组合形式的向心推力球轴承支承，轴承内环 利用两侧内隔套消除轴向间隙，轴承外环由密封端盖压紧。后端(图3右端)采用2列面 对面DF组合形式的向心推力球轴承支承，外环由端盖压紧。以电机座为基准定位，通过两 端精密牙腹式锁紧螺母，双向锁紧滚珠丝杠，同时，在后端丝杠内肩处预留一定间隙(图中 113处)，用于消除滚珠丝杠在连续长时间运行过程中产生的轴向热膨胀系数。通过调整锁 紧螺母可改变轴向预紧力大小，修配两端轴承外环压盖，可完全消除轴向间隙，从而实现高 精度、高刚性、高可靠性传动。为防止铁屑、冷却液、油污侵蚀轴承，在轴承的两侧都采取了密封防尘措施(见图 3中106、108所示)。为便于生产管理，提高制造质量，三轴传动零件中除了滚珠丝杠因行程 不同外，其余零件完全通用，提高了零件的通用化率。丝杠与伺服电机联接处，采用高强度 弹性联轴器，以消除丝杠与伺服电机轴之间的连接误差，同时提供足够的传递刚度。此外， 为满足不同用户的需求，增设了电机过渡连接板(见图3中111所示)，适宜配FANUC系统 α或β系列伺服电机，SIEMENS伺服电机或三菱伺服电机，拓展了数控系统的配置空间。本发明与传统的三轴进给传动结构相比有以下特点(1)、滚珠丝杠两端采用3列DBD形式和2列DF形式组合支承及定位预负荷方法， 轴向承载能力大，刚性强，噪音低，传递精度稳定；
(2)、丝杠两端双向预紧，运转平稳，轴承两侧双面密封，轴承使用寿命长；(3)、丝杠后端内环预留间隙，可消除丝杠在连续长时间运行时产生的轴向热膨胀 量；(4)、精密牙腹式锁紧螺母预紧轴承内环，确保丝杠径向跳动小于2微米；(5)、高扭矩弹性联轴器，确保电机与丝杠可靠联接，传递刚度高；(6)、不同连接板接口配置，可实现多种伺服进给电机安装； (7)、三轴传动零件通用，制造成本低，零件互换性好，维修方便。
权利要求
一种加工中心三轴伺服进给传动结构，包括滚珠丝杠、螺母座、电机座、轴承座、锁紧螺母、支承滚珠丝杠两端的2组精密轴承、联轴器和伺服电机；其特征在于在所述的精密轴承两侧上分别安置一个外侧密封和内侧密封，在滚珠丝杠上、靠近精密轴承上安置一个极限缓冲撞块；在滚珠丝杠的后端丝杠内肩处预留间隙；在滚珠丝杠的尾端安置一个预拉伸锁紧螺母。
2.根据权利要求1所述的加工中心三轴伺服进给传动结构，其特征在于所述的2组 精密轴承分别为前端采用3列DBD组合形式的向心推力球轴承支承和后端的2列面对面DF 组合形式的向心推力球轴承支承。
全文摘要
本发明涉及一种加工中心三轴伺服进给传动结构，包括滚珠丝杠、螺母座、电机座、轴承座、锁紧螺母、支承滚珠丝杠两端的2组精密轴承、联轴器和伺服电机；在所述的精密轴承两侧上分别安置一个外侧密封和内侧密封，在滚珠丝杠上、靠近精密轴承上安置一个极限缓冲撞块；在滚珠丝杠的后端丝杠内肩处预留间隙；在滚珠丝杠的尾端安置一个预拉伸锁紧螺母；本发明的有益效果是提高了伺服传动的精度和稳定性，零件通用化率高，控制了生产成本，降低了故障率，便于维修和保养。
文档编号B23Q5/22GK101837552SQ200910047868
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者饶佩明 申请人:上海斌盛电子机械有限公司