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：
本实用新型涉及一种进给传动结构，特别涉及一种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轴伺服进给传动2实现工作台横向伺服移动，Y轴伺服进给传动3实现工作台纵向伺服移动，Z轴伺服进给传动4实现主轴垂直伺服移动，主轴切削传动5实现平面高速旋转，垂直移动平衡传动6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，传统的三轴伺服进给传动系统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。因此，特别需要一种加工中心三轴伺服进给传动结构，已解决上述现有存在的问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种加工中心三轴伺服进给传动结构，针对现 有技术的不足，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。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现一种加工中心三轴伺服进给传动结构，它包括滚珠丝杠、螺母座、电机座、轴承座、 锁紧螺母、分别支承在滚珠丝杠两端的精密轴承、联轴器和伺服电机，其特征在于，在所述精密轴承的两侧分别设置一外侧密封和一内侧密封，在所述滚珠丝杠上对应与所述精密轴承的位置设置有极限缓冲撞块，在所述滚珠丝杠的后端丝杠内肩处设置有预留间隙，在所述滚珠丝杠的尾端设置有一预拉伸锁紧螺母。在本实用新型的一个实施例中，所述精密轴承为前端采用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。本实用新型的加工中心三轴伺服进给传动结构，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，实现本实用新型的目的。本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
图1是现有的加工中心的结构示意图；图2是图1中三轴伺服进给传动系统的结构示意图；图3是本实用新型的加工中心三轴伺服进给传动结构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图2、图3、图4和图5所示，本实用新型的加工中心三轴伺服进给传动结构，它包括滚珠丝杠101、螺母座102、电机座103、轴承座104、锁紧螺母105、分别支承在滚珠丝杠101两端的2组精密轴承107、联轴器110和伺服电机112 ；在所述精密轴承107的两侧分别设置一外侧密封106和一内侧密封108，在所述滚珠丝杠101上对应与所述精密轴承 107的位置设置有极限缓冲撞块109，在所述滚珠丝杠101的后端丝杠内肩处设置有预留间隙113，在所述滚珠丝杠101的尾端设置有一预拉伸锁紧螺母114。在本实用新型中，所述精密轴承107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。本实用新型在现有螺母座、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。本实用新型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。本实用新型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或自系列伺服电机，SIEMENS伺服电机或三菱伺服电机，拓展了数控系统的配置空间。本实用新型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。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种加工中心三轴伺服进给传动结构，它包括滚珠丝杠、螺母座、电机座、轴承座、锁紧螺母、分别支承在滚珠丝杠两端的精密轴承、联轴器和伺服电机，其特征在于，在所述精密轴承的两侧分别设置一外侧密封和一内侧密封，在所述滚珠丝杠上对应与所述精密轴承的位置设置有极限缓冲撞块，在所述滚珠丝杠的后端丝杠内肩处设置有预留间隙，在所述滚珠丝杠的尾端设置有一预拉伸锁紧螺母。
2.如权利要求1所述的加工中心三轴伺服进给传动结构，其特征在于，所述精密轴承为前端采用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。
专利摘要本实用新型的目的在于公开一种加工中心三轴伺服进给传动结构，它包括滚珠丝杠、螺母座、电机座、轴承座、锁紧螺母、分别支承在滚珠丝杠两端的精密轴承、联轴器和伺服电机，在所述精密轴承的两侧分别设置一外侧密封和一内侧密封，在所述滚珠丝杠上对应与所述精密轴承的位置设置有极限缓冲撞块，在所述滚珠丝杠的后端丝杠内肩处设置有预留间隙，在所述滚珠丝杠的尾端设置有一预拉伸锁紧螺母；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，实现本实用新型的目的。
文档编号B23Q5/32GK202114522SQ20112017213
公开日2012年1月18日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者李冬, 郭亮 申请人:上海斌盛电子机械有限公司