专利名称：横梁导轨卸荷装置的制作方法
横梁导轨卸荷装置所属领域本发明涉及一种横梁导轨卸荷装置，特别适用于带有垂直刀架的各类单柱、双柱 立式机床以及类似立式机床布局的机器上使用。
背景技术：
在精密机床中，精密导轨是机床各主要部件相对位置和运动的基准，导轨的精度 会直接影响加工零件的形位精度。对于大型、重型精密机床，由于导轨行程大，横梁导轨的 自重变形和在横梁导轨上运动的垂直刀架等部件重量直接影响了导轨的运动精度，为了提 高大型超精密机床的导轨精度，常采用机床横梁导轨卸荷装置对精密机床横梁导轨部件进 行卸荷，从而减轻导轨的运动负荷，提高导轨的直线度精度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的问题和不足，通过在机床横梁导轨上安装 卸荷梁和机床导轨卸荷装置，减小导轨负荷对导轨直线度的影响，达到了提高加工精度的 目的。本发明所说的横梁导轨卸荷装置，主要由卸荷梁和卸荷装置构成。其构成关系为 在机床横梁导轨上安装卸荷梁，通过支点把卸荷梁固定在横梁体上；卸荷装置由卸荷轮及 卸荷轮平衡机构组成，且均安装在刀架滑座内，当刀架滑座在横梁上移动时，卸荷轮随着刀 架滑座在卸荷梁上移动，刀架滑座的重力通过卸荷轮传递到卸荷梁上。所说的卸荷装置的 构成为，卸荷轮安置在偏心轴上，偏心轴安置在滑座体上，在偏心轴的两侧均设置有轴承； 在偏心轴上偏心地设置有一个小轴，该小轴与卸荷轮平衡机构轴相接触；所说的卸荷轮平 衡机构轴安置在支座中，支座固装在滑座体上，其支座中安置有弹簧，在支座的端部及弹簧 的上部，设置有弹簧和卸荷轮平衡机构轴的封堵和调节装置；卸荷轮平衡机构轴的下部置 于轮轴上的小轴上。在机床横梁上安装本发明所说的横梁导轨卸荷装置，使得本应施加在横梁上的刀 架重量，通过卸荷装置和卸荷轮传递到卸荷梁上，其效果主要表现在以下两方面(1)由于对刀架滑座重量的卸荷，横梁所承载的负载大大减小，从而使刀架滑座在 横梁上移动的直线性及移动时对工作台面平行性大大提高，机床的位置精度也随之提高。(2)由于对刀架滑座重量的卸荷，刀架滑座导轨的承载大大减小，从而提高了刀架 滑座导轨及横梁导轨的使用寿命。
图1为横梁导轨卸荷装置与横梁之间的关系示意图；图2为本发明所说的横梁导轨卸荷装置结构图；图3为卸荷装置的两种工作状态图；图4为封堵装置和调节装置另外的实施方式；
图5为无横梁导轨卸荷系统横梁变形示意图。
具体实施例方式下面以将本发明应用于立式机床上为例，对本发明所说的横梁导轨卸荷装置的结 构作进一步的说明。图1为横梁导轨卸荷装置与横梁之间的关系示意图。在该图中显示了本发明所说 的横梁导轨卸荷装置是附加在横梁上的一个辅助部件。即卸荷梁1通过支点4固定在横梁 2上，卸荷装置5中的卸荷轮3置于卸荷梁1上，与横梁导轨上的刀架滑座体相连接的卸荷 装置5沿着以横梁2为基准的轨迹运动。图2为本发明所说的横梁导轨卸荷装置结构图，卸荷装置5由卸荷轮3及卸荷轮 平衡机构组成。所说的卸荷装置的构成为，卸荷轮3安置在偏心轴6上，卸荷轮3与偏心轴 6之间可以安装轴承7，偏心轴6安置在滑座体8上，在卸荷轮3的两侧，偏心轴6与滑座体 8之间设置有轴承7’、7” ；在其偏心轴6的一端设置有防止轴承7脱落的固定装置9，所说 的固定装置9可以采用垫片及螺母给予紧固；在偏心轴6的另一端上偏心地设置有一个小 轴11，该小轴11与卸荷轮平衡机构轴12相接触。为了保证小轴11在支撑卸荷轮平衡机构轴12时具有足够的强度，同时能对卸荷 轮平衡机构轴12的运动范围进行限定，在所说的偏心轴6上设置有槽口 18，小轴11穿过槽 口 18安置在偏心轴6上，卸荷轮平衡机构轴12经过槽口 18与小轴11相吻合接触。还应该说明的是，当在卸荷重量不是很大的情况下，利用本发明所说的卸荷装置， 也可以不设计成所说的偏心轴6或不设计所说的槽口 18，而直接将小轴11偏心地安置在偏 心轴上。因此，本实施方案中的设计并不代表仅具有唯一的实施结构，利用本发明中所说的 相关原理而产生的同族或相似的结构设计，均为本发明的保护范围之列。本发明所说的卸荷轮平衡机构轴12安置在支座14中，支座14固装在滑座体8上， 支座14中安置有弹簧15，在支座14的端部及弹簧15的上部，设置有弹簧15和卸荷轮平 衡机构轴14的封堵装置16和调节装置17 ；卸荷轮平衡机构轴12的下部置于偏心小轴11 上。如图3所示，在所说的卸荷轮平衡机构轴12的下部，设置有与小轴11外圆相吻合的结 合形状。所说的封堵装置16既可以是一个整体(如图4所示)，也可以是由上下两部分共 同构成(如图2和图3所示)。其封堵装置的作用主要是固定或限制弹簧15及卸荷轮平衡 机构轴12的位置；当采用上下两部分结构方式时，其上下两部分的接触面可以是互为球面 垫的结构，这具有更好的安装、定位和工作性能。所说的调节装置17安置在封堵装置16外，起到对封堵装置16进行调节的作用， 进而通过封堵装置16对弹簧15和卸荷轴平衡机构轴12进行调节；其调节装置17既可以采 用一级调节，也可以是采用两级调节或多级调节的方式构成。当为一级调节的结构时(如 图4所示)，其调节装置17直接与封堵装置16相接触，通过调整调节装置17的高低位置， 改变对弹簧15的压力；当为两级调节的结构时(如图2和图3所示)，其在调节装置17的 上(可为中间)还设置有一个与封堵装置16相接触的调节部件13，通过调整调节部件13， 可以更细微地改变弹簧15的压力；所说的调节部件可以是调节螺钉。在调整装置17上还 可以设置调节部件13的固定器10。
本发明所说的弹簧15是既可以是钢丝弹簧，也可以是蝶形弹簧。图5为无横梁导轨卸荷装置系统的传统结构示意图，由于无该卸荷系统，故当刀 架滑座在横梁上移动时，横梁由于自身重量和刀架滑座重量而产生变形Y，从而导致机床在 加工工件过程中精度不高，同时也影响横梁导轨和刀架滑座导轨的使用寿命。本发明所说的横梁导轨卸荷装置系统卸荷梁的结构形式(1)卸荷轮接触的卸荷梁平面为直线；(2)卸荷轮接触的卸荷梁平面为凸形线，这种凸形线可以是根据变形量来设计的， 当卸荷轮移动到横梁中心时，卸荷轮的接触表面应是直线。本发明所说的横梁导轨卸荷装置卸荷轮工作原理简述为由于卸荷轮置于卸荷梁 上，故其卸荷装置和刀架滑座的重量主要承载在卸荷梁上，而机床的横梁则主要只起到导 轨的作用，并不承载较大的负荷。当刀架和卸荷装置在卸荷梁上移动时，卸荷梁会发生变 形，卸荷轮也随卸荷梁的变形而产生上下的位移，此时由于卸荷装置中的弹簧通过卸荷轮 平衡机构轴施压于小轴之上，而小轴和偏心轴相对轮轴中心具有一定的偏心力矩，则导致 安装卸荷轮的轮轴自动发生偏转，使得卸荷轮自行调节其上下位移的距离，始终与卸荷梁 紧密接触，从而将刀架滑座的重量施加在卸荷梁上，保证横梁导轨不承载过重的负荷而发 生变形。卸荷梁接触面为平面时卸荷轮在移动过程中有一变动范围Ah，在Ah变化范围 内，弹簧的压力是不断变化的。本结构保证了当弹簧的压力变化时卸荷力基本上是不变的。当横梁导轨上是一个单刀架滑座在移动时，如果卸荷梁的变形量< 卸荷轮变动范 围Δ h，则卸荷轮与卸荷梁的接触面可选择平面或凸面。当卸荷梁的变形量>卸荷轮变动范 围Δ h，则卸荷轮与卸荷梁的接触面应选择凸面。当在横梁导轨上设置有两个刀架滑座时，本发明所说的卸荷梁的设计应为凸面， 卸荷梁的凸起量应等于一个刀架时卸荷梁的变形量，这就是说当一个刀架(比如说右刀 架)从右边向横梁中心移动时，卸荷梁的表面应由凸面变成平面，卸荷装置中的弹簧应稳 定在初始位置。当另一个刀架(左刀架)从左边向右边移动靠近右刀架时，卸荷梁的接触 面从一平面变为凹面，这时右刀架上的卸荷轮及碟簧的位置发生变化，此时右刀架上的卸 荷轮的卸荷力基本上是不变的。
权利要求
1.一种横梁导轨卸荷装置，由卸荷梁和卸荷装置构成，其特征在于，卸荷梁通过支点 固定在横梁体上，卸荷装置由卸荷轮及卸荷轮平衡机构组成；所说的卸荷装置的构成为，卸 荷轮安置在偏心轴上，偏心轴安置在滑座体上，在偏心轴的两侧设置有轴承；在偏心轴上偏 心地设置有一个小轴，该小轴与卸荷轮平衡机构轴相接触；所说的卸荷轮平衡机构轴安置 在支座中，支座固装在滑座体上，其支座中安置有弹簧，在支座的端部及弹簧的上部，设置 有弹簧和卸荷轮平衡机构轴的封堵装置和调节装置；卸荷轮平衡机构轴的下部置于偏心轴 上，卸荷轮与卸荷梁相接触。
2.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，在所说的偏心轴上设置有 槽口，小轴穿过槽口安置在偏心轴上，卸荷轮平衡机构轴经过槽口与小轴相吻合接触。
3.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的小轴偏心地安置在 偏心轴上。
4.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的弹簧是既可以是钢 丝弹簧，也可以是蝶形弹簧。
5.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，在所说的卸荷轮平衡机构 轴的下部，设置有与小轴外圆相吻合的形状。
6.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的封堵装置既可以是 一个整体，也可以是由上下两部分共同构成；当为上下两部分结构时，其上下两部分的接触 面为互为球面垫的结构。
7.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的调节装置安置在封 堵装置外，当为一级调节时，其调节装置直接与封堵装置相接触。
8.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的调节装置安置在封 堵装置外，当为两级调节时，其在调节装置的上设置有一个与封堵装置相接触的调节部件。
9.按照权利要求8所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的调节部件是调节螺钉。
10.按照权利要求1所说的横梁导轨卸荷装置，其特征在于，所说的卸荷轮与偏心轴之 间安装有轴承。
全文摘要
本发明涉及一种适用于立式机床使用的横梁导轨卸荷装置，由卸荷梁和卸荷装置构成。卸荷梁固定在横梁体上，卸荷装置由卸荷轮及卸荷轮平衡机构组成，卸荷轮安置在轮轴上，在偏心轴的两侧设置有轴承；在偏心轴的一端设置有小轴，该小轴与卸荷轮平衡机构轴相接触；卸荷轮平衡机构轴安置在支座中，其支座与卸荷轮平衡机构轴之间安置有弹簧，在支座的端部设置有弹簧和卸荷轮平衡机构轴的封堵和调节装置；卸荷轮平衡机构轴的下部置于偏心轴上的小轴上。本发明采用卸荷装置中的卸荷轮通过在卸荷梁上滚动传递重量而起到卸荷的目的，可以大大减小横梁承载负载，提高刀架滑座在横梁上移动的直线性，提高刀架滑座导轨及横梁导轨的使用寿命。
文档编号B23Q1/01GK102126158SQ201010603050
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者张文桥, 桂林, 江明, 袁建飞, 赵明 申请人:武汉重型机床集团有限公司