专利名称：机床丝杠浮动预拉伸的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于机 床丝杠预拉伸的方法及装置。
背景技术：
目前在现有的各种高精度机床中，在机床调试时，为提高丝杠的刚度，普遍采用将 丝杠的一端固定、另一端采用轴承、螺母加垫片的固定结构对丝杠施加固定的拉伸力，以达 到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，并部份抵消因工作发热引起丝杠导程变长产生 的误差。但是，丝杠在该拉伸方式下，由于其两端固定，其拉伸力和拉伸量都是固定的，但在 工作发热和环境温度很高时，丝杠受热变长，使预设的拉伸量消失，预拉伸力随之消失，失 去预拉伸作用，如伸长量过大，丝杠还将处于受压状态，会导致丝杠承受强迫弯曲造成更大 的精度误差；在环境气温很低时，丝杠收缩，又可能会导致拉伸力过大使得丝杠产生塑性变 形，加快失效。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一种机床丝杠浮动预拉伸的方 法及装置，它能消除环境温度和工作发热对预拉伸的影响，使得预拉伸力始终保持在适合 的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，最终达到提高产品精度稳定性和 延长丝杠副使用寿命目的。为达到上述目的，本发明的机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤将丝杠的 一端固定于支座上，其特征在于还包括将丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座的 外侧通过施力装置对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；
上述施力装置可以为装于丝杠上的螺母、垫圈、以及位于垫圈与对应支座端面之间的 预紧蝶形弹簧，通过预紧的蝶形弹簧和螺母对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；
上述施力装置也可以为依次连接的液压站、油缸，油缸的活塞杆与丝杠的端部通过销 轴连接，通过油缸进油，活塞杆对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；
预拉伸时，当温度变化和工作发热后引起丝杠伸缩，通过预紧的蝶形弹簧和螺母、或油 缸的活塞杆施加的浮动拉伸力将基本不受其变化影响，且始终处于受拉伸的状态，而不会 处于受压状态，避免丝杠承受强迫弯曲，保证了丝杠的预拉伸量和预拉伸力始终保持在合 理的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，并部份抵消因工作发热引起丝 杠导程变长产生的误差，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。本发明的机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠、固设于工作台上的两支座，丝杠的 一端与一支座固联，其特征在于丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座外侧的丝杠 上设有螺母、垫圈、以及位于垫圈与支座端面之间的蝶形弹簧；
使用时，通过旋紧螺母，使得蝶形弹簧处于受压状态，从而通过螺母对丝杠施加轴向的 浮动拉伸力；由于蝶形弹簧浮动地装于丝杠上，当温度变化和工作发热后引起丝杠向浮动 端伸长，其伸长量可以预算到，通过最初调整螺母的预紧程度，可将蝶形弹簧的变形量控制在一定范围，其施加的浮动拉伸力将基本不受其变化影响，且始终处于受拉伸的状态，保证丝杠的预拉伸量和预拉伸力始终保持在合理的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠 下垂的目的。综上所述，本发明能消除环境温度和工作发热对预拉伸的影响，使得预拉伸力始 终保持在适合的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，最终达到提高产品 精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
图1为本发明实施例一的主视图。图2为本发明实施例二的主视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。实施例一
如图1所示，该机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤将丝杠1的左端通过相配 合的键槽和固定键8、以及锁紧螺母4固定于支座2上，将丝杠1的右端滑动装于支座3内， 在该支座3外侧的丝杠1上设置螺母5、垫圈6、以及位于垫圈6与支座3端面之间的预紧 蝶形弹簧7，通过预紧的蝶形弹簧7和螺母5对丝杠1施加轴向的浮动拉伸力；
该机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠1、固设于床身上的两支座2、3，丝杠1的左端与 支座2通过相配合的键槽和固定键8、以及锁紧螺母4固联，丝杠1的右端滑动装于支座3 内，在该支座3外侧的丝杠1上设有螺母5、垫圈6、以及位于垫圈6与支座3端面之间的蝶 形弹簧7 ；
使用时，根据丝杠1的长度、膨胀系数、最大环境温升和工作发热，可以预算丝杠1的伸 长量，通过旋紧螺母5，使得蝶形弹簧7处于受压状态，从而通过蝶形弹簧7和螺母5对丝 杠1施加轴向的浮动拉伸力，实现预拉伸；当温度变化和工作发热后引起丝杠1只能向右 侧的浮动端伸长，通过最初调整螺母5的预紧程度，可将蝶形弹簧7的变形量控制在一定范 围，其施加的浮动拉伸力将基本不受其变化影响，保证丝杠1的预拉伸量和预拉伸力始终 保持在合理的范围内，由于蝶形弹簧7浮动地装于丝杠1上，其拉伸力也是浮动的，即使丝 杠1的伸长量很大，它也始终处于受拉伸的状态，而不会处于受压状态，避免丝杠承受强迫 弯曲，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，并部份抵消因工作发热引起丝杠导程 变长产生的误差，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。实施例二
如图2所示，该机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤将丝杠1的左端通过相配 合的键槽和固定键8、以及锁紧螺母4固定于支座2上，将丝杠1的右端滑动装于支座3内， 将支座3外侧的丝杠1端部通过销轴9与油缸10的活塞杆11连接，将该油缸10、与液压站 连接，通过液压站为油缸11提供稳定的压力油，如使用蓄能器，使得活塞杆11对丝杠1施 加轴向的浮动拉伸力；
当温度变化和工作发热后引起丝杠1只能向右侧的浮动端伸长，由于活塞杆11施加的 拉伸力是浮动的，它与丝杠1的伸长量无关，通过控制油压，可无需预算丝杠的伸长量，无论丝杠1的伸长量多大，活塞杆11施加轴向的浮动拉伸力保持不变，更不会处于受压状态， 避免丝杠承受强迫弯曲，比实施例一具有更佳的拉伸力控制精度，但结构相对复杂。
本发明是来源于国家“高档数控机 床与基础制造装备，，科技重大专项中的《高速 龙门五轴加工中心(AC摆角)》课题(2009ZX04002-013)的研究成果。
权利要求
1.一种机床丝杠浮动预拉伸的方法，包括以下步骤将丝杠的一端固定于支座上，其 特征在于还包括将丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座的外侧通过施力装置对 丝杠施加轴向的浮动拉伸力。
2.如权利要求1所述的机床丝杠浮动预拉伸的方法，其特征在于所述施力装置包括装 于丝杠上的螺母、垫圈、以及位于垫圈与对应支座端面之间的预紧蝶形弹簧，通过预紧的蝶 形弹簧和螺母对丝杠施加轴向的浮动拉伸力。
3.如权利要求1所述的机床丝杠浮动预拉伸的方法，其特征在于所述施力装置包括依 次连接的液压站、油缸，油缸的活塞杆与丝杠的端部通过销轴连接，通过油缸进油，活塞杆 对丝杠施加轴向的浮动拉伸力。
4.如权利要求3所述的机床丝杠浮动预拉伸的方法，其特征在于由液压站提供稳定压 力油。
5.一种机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠、固设于工作台上的两支座，丝杠的一端 与一支座固联，其特征在于丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座外侧的丝杠上设 有螺母、垫圈、以及位于垫圈与支座端面之间的蝶形弹簧。
全文摘要
本发明公开了一种机床丝杠浮动预拉伸的方法及装置，其方法包括以下步骤将丝杠的一端固定于支座上，将丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座的外侧通过施力装置对丝杠施加轴向的浮动拉伸力；机床丝杠浮动预拉伸装置，包括丝杠、固设于工作台上的两支座，丝杠的一端与一支座固联，丝杠的另一端滑动装于另一支座内，在该支座外侧的丝杠上设有螺母、垫圈、以及位于垫圈与支座端面之间的蝶形弹簧；本发明能消除环境温度和工作发热对预拉伸的影响，使得预拉伸力始终保持在适合的范围内，以达到提高丝杠动刚性、减少丝杠下垂的目的，最终达到提高产品精度稳定性和延长丝杠副使用寿命目的。
文档编号B23Q5/40GK102001015SQ201010524868
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者刘文化, 刘立新, 刘鑫, 唐银春, 徐中行, 徐德炜, 方辉, 朱文军, 李昭平, 杨学玉, 殷国富, 王晓慧, 胥云, 赵元斌, 黄信友 申请人:四川长征机床集团有限公司