专利名称：一种随动丝杠辅助支撑结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机床丝杠技术领域，尤其是一种随动丝杠辅助支撑结构。
背景技术：
机床设备中广泛应用丝杠装置来驱动各个进给轴的运动，丝杠装置一般由固定设置于固定件上的丝杠、固定设置于活动件上与丝杠螺纹连接的螺母、以及连接驱动丝杠转动的电机组成。对于水平布置的丝杠装置，在重力的作用下水平丝杠容易下垂，特别是水平丝杠在高速旋转过程中，受径向力和重力作用，极容易晃动和下垂变形，一般4000m长的丝杠会下垂Imm (下垂形变量与悬臂长度四次方成正比关系)，这样的下垂变形必然会影响进给运动的定位精度，造成机械设备加工精度降低和产品报废率高等缺陷。为了解决上述问题，最直观简便的方法是采用增大水平丝杠的直径来加强丝杠的 刚性，以减小丝杠的形变，但这样将会使丝杠装置整体体积增大，从而使机床设备体积重量增加，成本增高，却没有从根本上解决下垂变形引起的误差。现行广泛采用在最大可能下垂位置布置支撑结构，减小丝杠的最大下垂形变。由于丝杠最大下垂形变位置通常位于丝杠中间，属于工作行程范围之内，在此范围内，丝杠螺母必然经过，而丝杠螺母直径远大于丝杠直径，无法正常越过丝杠中间支撑部件，针对这一问题，一般有三类处理方法I、采用机电液控制技术，当丝杠螺母运动至辅助支撑部位时，控制支撑顶杆缩回，比如中国专利CN 101462233A公开了一种机床水平丝杠油压支撑装置，采用油压支撑机构在丝杠底部进行支撑，顶部具有托顶丝杠的滚轮，油压支撑机构受电磁阀信号控制，当工作台的螺母趋近时，发信号给电磁阀，油压支撑机构脱离丝杠下降，螺母通过后，发信号给电磁阀，油压支撑机构上升重新托顶住丝杠，此类方法采用电器化控制技术，在电器化控制出现故障失灵时，支撑机构不能正常避让螺母通过，容易造成螺母与支撑机构相撞，给用户造成经济损失,并且控制系统比较复杂,成本比较高；2、采用丝杠螺母推动辅助支撑部件运动，在相同的有效行程情况下，此类方法的丝杠长度需要较多的长度预留；3、采用丝杠螺母直接下压辅助支撑，以避让丝杠螺母。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种随动丝杠辅助支撑结构，采用丝杠螺母移动部件推动V形支撑架随移动部件共同运动，能够使丝杠螺母处于任何位置，最大悬臂跨度为有效行程的一半，有效地减小了丝杠下垂形变的程度。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种随动丝杠辅助支撑结构，设置在机械设备的固定件与活动件之间，所述固定件与所述活动件的相对移动通过水平丝杠装置来实现，所述水平丝杠装置具有水平设置于固定件上的丝杠、以及固定设置于活动件上与所述丝杠螺纹连接的丝杠螺母，其中，包括固定在所述丝杠螺母之上的运动工作台，还包括支撑部件和导轨，所述导轨位于所述丝杠正下方并与所述丝杠平行，所述支撑部件跟随所述丝杠螺母的运动而沿着所述导轨滑动，所述支撑部件具有两个支撑点，当所述支撑部件的一个支撑点位于所述丝杠螺母运动行程的极限位置时，另一个支撑点位于所述丝杠最大下垂形变处。进一步地，所述支撑部件包括两个支撑架，所述两个支撑架之间通过一平行于所述丝杠的拉杆连接，所述两个支撑架的上端分别套设在所述丝杠上，下端分别设在所述导轨上，两个所述支撑架之间的距离为所述丝杠有 效行程的一半。进一步地，所述支撑架内设有调整托件。进一步地，所述调整托件包括两个支撑垫片和底座，所述两个支撑垫片通过一端相互接触互呈一定角度地构成V型槽，位于所述丝杠的正下方；每一个所述支撑垫片通过支撑螺钉靠卧在所述底座上，拉紧螺钉穿过所述底座后伸入所述支撑垫片内。进一步地，每一个支撑垫片的下方的所述支撑螺钉为两个，所述拉紧螺钉为一个，所述支撑螺钉分别位于所述拉紧螺钉的两侧。进一步地，所述支撑部件还包括两个分别位于所述支撑架上且相对而设的撞块。进一步地，所述支撑垫片由铜制成。与现有技术相比，本实用新型的优点体现在I)利用两调整垫片构成V形定位，具有自定心作用且可调整；2)两个支撑架距离为丝杠有效行程的一半，保证丝杠螺母处于任何位置，都能使丝杠的最大悬臂跨度为有效行程的一半；3)调整螺钉调整支撑高度，补偿调整垫片磨损产生的高度下降；4)结构简单，使用空间小，可以直接安装在丝杠螺母运动空间范围内，无需在机床上开辟新的空间安装，是龙门机床横梁上Y向丝杠辅助支撑的较佳选择。
图I是本实用新型随动丝杠辅助支撑结构的结构示意图；图2是图I中沿A-A向的剖视图；图3是图2中B部区域的局部放大图；图4a是本实用新型随动丝杠辅助支撑结构中丝杠螺母位于丝杠有效行程左极限位时的工作状态图；图4b是本实用新型随动丝杠辅助支撑结构中丝杠螺母位于丝杠有效行程右极限位时的工作状态图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。请参看图I所示，本实用新型随动丝杠辅助支撑结构的随动丝杠辅助支撑结构设置在机械设备的固定件与活动件之间，固定件与活动件的相对移动通过水平丝杠装置来实现，水平丝杠装置具有水平设置于固定件上的丝杠O、以及固定设置于活动件上与丝杠0螺纹连接的丝杠螺母1，包括固定在丝杠螺母I之上的运动工作台2，还包括支撑部件和导轨3，导轨3位于丝杠0正下方并与丝杠0平行。其中，支撑部件跟随丝杠螺母I的运动而沿着导轨3滑动，支撑部件具有两个支撑点，当支撑部件的一个支撑点位于丝杠螺母I运动行程的极限位置时，另一个支撑点位于丝杠O的最大下垂形变处。具体地，同时参看图2所示，支撑部件包括两个支撑架41，两个支撑架41之间通过一平行于丝杠O的拉杆42连接，两个支撑架41的上端分别套设在丝杠O上，下端分别设在导轨3上，两个支撑架41保持恒定间距地安装在导轨3上，可以自由滑动。两个支撑架41之间的距离为丝杠有效行程的一半，以保证无论丝杠螺母I处于任何位置，都能使丝杠O的最大悬臂跨度为丝杠有效行程的一半，即拉杆42长度为丝杠有效行程的一半。支撑架41内设有调整托件，具体地，调整托件包括两个支撑垫片411和底座412，两个支撑垫片411通过一端相互接触并互呈一定角度地构成V型槽，位于丝杠0的正下方，具有自定心作用，且安装调整简便。每一个支撑垫片411通过支撑螺钉413靠卧在底座412上，拉紧螺钉414穿过底座412后伸入支撑垫片411内。每一个支撑垫片411的下方的支撑螺钉413为两个，拉紧螺钉414为一个，支撑螺钉413分别位于拉紧螺钉414的两侧，支撑部件还包括两个分别位于支撑架41上且相对而设的撞块43。通过安装材料为铜的两个 支撑垫片411构成V形支撑，利用V形结构的自定心作用消除对丝杠0的额外侧向作用力。选择铜做垫片，不但能减小对丝杠0的磨损，又能方便更换修磨调整支撑垫片411，以实现支撑高度的调整。改变支撑螺钉413的旋入长度可以调节支撑垫片411的高度，既能调整V形块的支撑点，又能补偿支撑垫片411磨损产生的支撑高度变化。拉紧螺钉414用于固定支撑垫片411，确保其能够有效工作。工作时，本发明随动丝杠辅助支撑装置对丝杠0的支撑可分三种情况A如图4a所示，当丝杠螺母I处于左极限位时，本辅助支撑结构的一端支撑架41正好支撑于丝杠0最大下垂形变处，从而消除了最大下垂形变；B丝杠螺母I不断向右移动，当移动到丝杠0中间时，运动工作台2触碰到撞块43，推动本辅助支撑在导轨3上跟随丝杠螺母I运动。这个过程中，丝杠0始终有两处支撑，丝杠最大悬臂跨度为其有效行程的一半，即拉杆42的长度；C如图4b所示，当丝杠螺母I运动到最右端，即右极限位时，辅助支撑的另一端支撑架41正好支撑于丝杠0最大下垂形变处，从而消除了最大下垂形变。本装置能够使丝杠螺母I处于任何位置，最大悬臂跨度为有效行程的一半，有效地减小了丝杠下垂形变，保证整个行程范围运动工作台的进给精度，从而确保了机床在整个进给运动中保有持续稳定的加工精度。以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的申请专利范围，所以凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种随动丝杠辅助支撑结构，设置在机械设备的固定件与活动件之间，所述固定件与所述活动件的相对移动通过水平丝杠装置来实现，所述水平丝杠装置具有水平设置于固定件上的丝杠、以及固定设置于活动件上与所述丝杠螺纹连接的丝杠螺母，其特征在于，包括固定在所述丝杠螺母之上的运动工作台，还包括支撑部件和导轨，所述导轨位于所述丝杠正下方并与所述丝杠平行，所述支撑部件跟随所述丝杠螺母的运动而沿着所述导轨滑动，所述支撑部件具有两个支撑点，当所述支撑部件的一个支撑点位于所述丝杠螺母运动行程的极限位置时，另一个支撑点位于所述丝杠最大下垂形变处。
2.如权利要求I所述的随动丝杠辅助支撑结构，其特征在于，所述支撑部件包括两个支撑架，所述两个支撑架之间通过一平行于所述丝杠的拉杆连接，所述两个支撑架的上端分别套设在所述丝杠上，下端分别设在所述导轨上，两个所述支撑架之间的距离为所述丝杠有效行程的一半。
3.如权利要求2所述的随动丝杠辅助支撑结构，其特征在于，所述支撑架内设有调整托件。
4.如权利要求3所述的随动丝杠辅助支撑结构，其特征在于，所述调整托件包括两个支撑垫片和底座，所述两个支撑垫片通过一端相互接触互呈一定角度地构成V型槽，位于所述丝杠的正下方；每一个所述支撑垫片通过支撑螺钉靠卧在所述底座上，拉紧螺钉穿过所述底座后伸入所述支撑垫片内。
5.如权利要求4所述的随动丝杠辅助支撑结构，其特征在于，每一个支撑垫片的下方的所述支撑螺钉为两个，所述拉紧螺钉为一个，所述支撑螺钉分别位于所述拉紧螺钉的两侧。
6.如权利要求2所述的随动丝杠辅助支撑结构，其特征在于，所述支撑部件还包括两个分别位于所述支撑架上且相对而设的撞块。
7.如权利要求4或5所述的随动丝杠辅助支撑结构，其特征在于，所述支撑垫片由铜制成。
专利摘要本实用新型公开了一种随动丝杠辅助支撑结构，包括固定在所述丝杠螺母之上的运动工作台，还包括支撑部件和导轨，所述导轨位于所述丝杠正下方并与所述丝杠平行，所述支撑部件跟随所述丝杠螺母的运动而沿着所述导轨滑动，所述支撑部件具有两个支撑点，当所述支撑部件的一个支撑点位于所述丝杠螺母运动行程的极限位置时，另一个支撑点位于所述丝杠最大下垂形变处。本实用新型利用两调整垫片构成V形定位，具有自定心作用且可调整；保证丝杠螺母处于任何位置，都能使丝杠的最大悬臂跨度为有效行程的一半；结构简单，使用空间小。
文档编号B23Q5/40GK202540012SQ20122002544
公开日2012年11月21日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者李荫湘, 肖洒, 许蒲双 申请人:上海三一精机有限公司