一种机床的丝杆预拉装置的制作方法

本技术：
涉及加工设备技术领域，尤其涉及一种机床的丝杆预拉装置。

背景技术：

在机床的进给传动系统中，经常用丝杆作为传动元件，通过电机和丝杆的旋转带动执行件(工作台或主轴箱)做直线运动。但丝杆在工作过程中受热伸长，这是一种无法避免的热胀冷缩现象，丝杆受热伸长会影响执行件的移动精度，目前解决的办法是给丝杆一个预拉伸量，尽量避免受热伸长的影响，但是当温度升高至超过一定程度后，通常丝杆实际伸长量会大于预拉伸量，导致丝杆螺母容易松动，明显降低传动系统刚性，从而给机床的加工精度带来不良影响。

技术实现要素：

本申请提供一种机床的丝杆预拉装置，能够解决丝杆在工作过程中受热过度后，实际伸长量大于预拉伸量的问题。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

一种机床的丝杆预拉装置，包括丝杆、弹性件和若干个轴承，丝杆的两端分别为固定部和自由部，轴承可在其轴向和径向受力，丝杆的固定部和自由部分别通过轴承安装在机床的主定位座和副定位座，固定部的末端用于连接电机，主定位座用于限定丝杆在其固定部只能做轴向旋转运动；自由部具有自由部台阶轴，自由部台阶轴的末端伸出副定位座外并在该末端处安装有自由部紧固件，位于自由部处的轴承与自由部台阶轴的台阶面之间留有预拉间隙，弹性件套设在自由部上并夹在自由部紧固件和副定位座之间，弹性件用于与预拉间隙配合并预拉丝杆。

进一步地，主定位座和副定位座的外侧端均镶嵌有隔圈和轴承压盖，轴承压盖套设在隔圈的外侧，隔圈和轴承压盖分别压紧轴承的内圈和外圈。

进一步地，弹性件的一端与自由部紧固件压接，另一端与副定位座内的隔圈压接。

进一步地，固定部具有固定部台阶轴，固定部台阶轴通过轴承安装在主定位座处，固定部处的轴承的一侧紧贴着固定部台阶轴的台阶面；固定部台阶轴上套设有固定部紧固件，固定部紧固件压紧主定位座上的隔圈。

进一步地，主定位座处具有3个轴承，副定位座处具有2个轴承。

进一步地，弹性件为双弹簧碟片。

进一步地，轴承为角接触球轴承。

进一步地，自由部紧固件和固定部紧固件都为锁母。

本申请的有益效果是：

位于自由部处的轴承与自由部台阶轴之间留有预拉间隙，且弹性件夹于自由部紧固件和副定位座之间。当操作员用力拧紧自由部紧固件时，弹性件被压缩，此时弹性件与预拉间隙配合使得丝杆受到拉力，由于弹性件在其范围内压缩量和伸长量可被自由部紧固件调节，因此丝杆预拉伸量同样可以被自由调节，避免丝杆受热过度导致的实际拉伸量大于预拉伸量的问题，保障传动系统的刚性和准确度。

附图说明

图1为一种三轴机床的立体图；

图2为一种机床的丝杆预拉装置的结构示意图；

图3为图2中a区域的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

三轴机床具有x轴、y轴和z轴三个方向的进给系统，目前通常将丝杆作为进给系统的传动元件，但是丝杆受热过度导致其实际伸长量大于预拉伸量是一个急需解决的问题。

本申请提供一种机床的丝杆预拉装置a，如图1所示，丝杆预拉装置a分布在三轴机床的3个轴上。如图2所示，丝杆预拉装置a包括丝杆1、弹性件2和若干个轴承3，丝杆1的两端分别为固定部11和自由部12。轴承3可在其自身的轴向和径向受力，轴承3包括第一轴承31和第二轴承32。丝杆1的固定部11通过第一轴承31安装在机床的主定位座41上，丝杆1的自由部12通过第二轴承32安装在机床的副定位座42，主定位座41和副定位座42上均具有容纳轴承3的轴承座。丝杆1的固定部11的末端伸出主定位座41外，固定部11用于连接电机5，电机5带动丝杆1旋转，进而使得与丝杆1配合的工作台b、主轴箱c或刀具能够做直线运动，在这个过程中主定位座41的作用是限定丝杆1在其固定部11只能做轴向旋转运动。

丝杆1的固定部11和自由部12都具有台阶轴结构，位于自由部12处的台阶轴定义为自由部台阶轴12a，位于固定部11处的台阶轴定义为固定部台阶轴11a。自由部台阶轴12a的末端伸出副定位座42外，自由部紧固件12b旋拧在自由部台阶轴12a的末端。

如图3所示，第二轴承32和自由部台阶轴12a的台阶面之间留有预拉间隙6，预拉间隙6可为丝杆1在受热后提供一定的伸长空间。弹性件2为可伸缩结构，弹性件2套设在自由部台阶轴12a上，且弹性件2夹在自由部紧固件12b和副定位座42之间，也即弹性件2的一端与自由部紧固件12b压接，另一端与副定位座42压接。当操作员用力拧紧自由部紧固件12b时，此时弹性件2与预拉间隙6配合使得丝杆1受到拉力，由于弹性件2在其弹性范围内压缩量和伸长量可被自由部紧固件12b调节，因此整个丝杆预拉装置也可自由调节丝杆1的预拉。

为了更好地限位轴承3，主定位座41和副定位座42的外侧端都镶嵌有隔圈43和轴承压盖44，主定位座41和副定位座42上的隔圈43分别套设在固定部台阶轴11a和自由部台阶轴12a上，轴承压盖44套设在隔圈43的外侧，其中隔圈43压紧轴承3的内圈，轴承压盖44压紧轴承3的外圈，从而限定轴承3不能向主定位座41或副定位座42的外侧位移。

进一步地，弹性件2的一端与自由部紧固件12b压接，另一端与副定位座42内的隔圈43压接。

固定部台阶轴11a通过第一轴承31安装在主定位座41处，第一轴承31的一侧紧贴着固定部台阶轴11a的台阶面，两者之间没有间隙。固定部台阶轴11a在靠近主定位座41处套设有固定部紧固件11b，固定部紧固件11b旋拧在固定部台阶轴11a上并压紧主定位座41上的隔圈43，从而进一步将第一轴承31限位。

本实施方式中，轴承为角接触球轴承，且具有3个第一轴承和2个第二轴承。弹性件为双弹簧碟片，自由部紧固件和固定部紧固件均为锁母。当然在其他实施方式中，轴承、弹性件、自由部紧固件和固定部紧固件可以为其他同作用的零部件，第一轴承和第二轴承的数量设置也可不同。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

技术特征：

1.一种机床的丝杆预拉装置，其特征在于：包括丝杆、弹性件和若干个轴承，所述丝杆的两端分别为固定部和自由部，所述轴承可在其轴向和径向受力，所述丝杆的固定部和自由部分别通过所述轴承安装在机床的主定位座和副定位座，所述固定部的末端用于连接电机，所述主定位座用于限定所述丝杆在其固定部只能做轴向旋转运动；

所述自由部具有自由部台阶轴，所述自由部台阶轴的末端伸出所述副定位座外并在该末端处安装有自由部紧固件，位于所述自由部处的轴承与所述自由部台阶轴的台阶面之间留有预拉间隙，所述弹性件套设在所述自由部上并夹在所述自由部紧固件和副定位座之间，所述弹性件用于与所述预拉间隙配合并预拉所述丝杆。

2.如权利要求1所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述主定位座和副定位座的外侧端均镶嵌有隔圈和轴承压盖，所述轴承压盖套设在所述隔圈的外侧，所述隔圈和轴承压盖分别压紧所述轴承的内圈和外圈。

3.如权利要求2所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述弹性件的一端与所述自由部紧固件压接，另一端与所述副定位座内的隔圈压接。

4.如权利要求2所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述固定部具有固定部台阶轴，所述固定部台阶轴通过所述轴承安装在所述主定位座处，所述固定部处的轴承的一侧紧贴着所述固定部台阶轴的台阶面；所述固定部台阶轴上套设有固定部紧固件，所述固定部紧固件压紧所述主定位座上的隔圈。

5.如权利要求1所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述主定位座处具有3个所述轴承，所述副定位座处具有2个所述轴承。

6.如权利要求1-5中任一项所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述弹性件为双弹簧碟片。

7.如权利要求1-5中任一项所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述轴承为角接触球轴承。

8.如权利要求1-5中任一项所述的机床的丝杆预拉装置，其特征在于：所述自由部紧固件和固定部紧固件均为锁母。

技术总结
本申请公开了一种机床的丝杆预拉装置，包括丝杆、弹性件和若干个轴承，丝杆的两端分别为固定部和自由部，轴承可在其轴向和径向受力，丝杆的固定部和自由部分别通过轴承安装在机床的主定位座和副定位座，主定位座用于限定丝杆在其固定部只能做轴向旋转运动；自由部具有自由部台阶轴，自由部台阶轴的末端伸出副定位座外并在该末端处安装有自由部紧固件，位于自由部处的轴承与自由部台阶轴的台阶面之间留有预拉间隙，弹性件套设在自由部上并夹在自由部紧固件和副定位座之间，弹性件用于与预拉间隙配合并预拉丝杆。弹性件与预拉间隙配合，使得丝杆的预拉伸量可被自由调节，避免实际伸长量大于预拉伸量的问题，确保传动精度。

技术研发人员：韩涛;李攀
受保护的技术使用者：深圳市拓智者科技有限公司
技术研发日：2019.10.30
技术公布日：2020.06.23