专利名称：一种滚珠丝杠辅助支撑装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机床丝杠技术领域，尤其是一种滚珠丝杠辅助支撑装置。
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1_，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滚珠丝杠辅助支撑装置，在不增加丝杠装置整体体积的前提下，能够减小滚珠丝杠的自重下垂形变，并且及时有效地避让丝杠螺母，保证整个行程范围内都能正常工作，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。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种滚珠丝杠辅助支撑装置，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，包括内部为一中空腔体且位于所述丝杠正下方的支撑壳体，所述支撑壳体在垂直方向上相对所述丝杠上下移动地设置在所述固定件上，在所述支撑壳体内设有弹性支承机构，在所述丝杠螺母的两侧设置碰块，所述碰块的最低点低于所述丝杠螺母的最低点，在所述弹性支承机构的上端与所述碰块对应的位置设置压件，当所述压件与所述碰块的最低点接触时所述弹性支承机构的最高点低于所述丝杠螺母的最低点。进一步地，所述弹性支承机构包括设置在所述支撑壳体的中空腔体内的支撑顶杆和弹性部件，所述支撑顶杆旋接在所述支撑壳体的底部，上端与所述托件接触；用于托住所述水平丝杠的托件，位于所述支撑壳体和所述支撑顶杆的上端。进一步地，所述压件为分别位于所述托件两侧的两个下压轴承。进一步地，所述托件为两个以丝杠中心轴形成对称分布的支撑轴承。进一步地，所述弹性部件通过旋接在所述支撑壳体底部的调整螺钉改变伸缩量。进一步地，所述支撑顶杆通过调整螺母与所述支撑壳体底部连接。进一步地，所述弹性部件为弹簧。进一步地，所述碰块为倒梯形块，所述倒梯形块两面各自为斜面，所述两个斜面各自朝向所述丝杠的两端。进一步地，在所述支撑壳体的上端两侧分别设有调整平台，在所述调整平台内夹持有调整垫。进一步地，所述调整垫为半圆形。本实用新型的优点体现在(I)位于水平丝杠的正下方，消除长丝杠上由于自重下垂而产生的挠度变形；(2)占用空间小，不影响机床布局，方便安装；( 3 )完全机械机构，可靠性强；(4)结构简单，调整支撑距离非常简便。
图Ia是本实用新型滚珠丝杠辅助支撑装置支撑丝杠时的结构示意图；图Ib是图Ia的侧面剖视图；图2a是本实用新型滚珠丝杠辅助支撑装置受到丝杠上碰块下压力时的结构示意图；图2b是图2a的侧面剖视图。
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。本实用新型中丝杠和螺母为机床工作台传动副，请参看图Ia和图Ib所示，本滚珠丝杠辅助支撑装置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O螺纹连接的丝杠螺母I。本滚珠丝杠辅助支撑装置具体包括内部为一中空腔体且位于丝杠O正下方的支撑壳体2,支撑壳体2在垂直方向上相对丝杠O上下移动地设置在固定件上。在支撑壳体2内设有弹性支承机构，在丝杠螺母I的两侧设置碰块3，碰块3的最低点低于丝杠螺母I的最低点，在弹性支承机构的上端与碰块3对应的位置设置压件4，当压件4与碰块3的最低点接触时弹性支承机构的最高点低于丝杠螺母I的最低点。弹性支承机构具体包括设置在支撑壳体2的中空腔体内的支撑顶杆51和弹性部件52，以及用于托住水平丝杠O的托件53，支撑顶杆51旋接在支撑壳体2的底部，上端与托件53接触，托件53位于支撑壳体2和支撑顶杆51的上端。具体地，压件4为分别位于托件53两侧的两个下压轴承，托件53为两个以丝杠O中心轴形成对称分布的支撑轴承，支撑轴承可以跟随丝杠O的旋转进行转动。弹性部件52通过旋接在支撑壳体2底部的调整螺钉6改变伸缩量。具体地，弹性部件52为压缩可变的弹簧。支撑顶杆51通过调整螺母7与支撑壳体2底部连接。碰块3具体为倒梯形块，倒梯形块两面各自为斜面，两个斜面各自朝向丝杠O的两端。另外，在支撑壳体2的上端两侧分别设有调整平台21，在调整平台21内夹持有调整垫8，调整垫8为半圆形，该形状可以根据具体实际情况进行调整。 在本辅助支撑装置正常工作状态时，由两个支撑轴承顶起滚珠丝杠0，支撑轴承能够跟随丝杠O转动，只提供向上的支撑力，没有额外的阻力，不影响丝杠O的正常工作。如图2a和图2b所示，当丝杠螺母I运动到本辅助支撑装置位置时，由倒梯形块的斜面逐渐压低下压轴承，弹簧压缩，支撑顶杆51被压回，支撑轴承与丝杠O脱离，相距一定距离，于是丝杠螺母I顺利通过本辅助支撑，待到本辅助支撑避开丝杠螺母I后又恢复对丝杠O的支撑。设计时保证倒梯形块斜面高度大于丝杠螺母I与丝杠O的高度差，这样能使丝杠螺母I顺利通过本辅助支撑装置。本装置主要工作部件为支撑轴承和下压轴承，对称分布的支撑轴承稳定准确地限制了高精度大行程水平放置的丝杠O下垂形变，下压轴承实现了避让丝杠螺母I的功能，外侧对称分布结构使下压力平稳。另外，通过选配两个半圆形调整垫8改变整个支撑部件的高低，通过旋转调整螺母7可以改变支撑顶杆51的最大伸出高度，而改变调整螺钉6的旋入长度能够改变支撑弹簧的压缩量，从而改变支撑力度或支撑高度。综上，本实用新型滚珠丝杠辅助支撑装置可以消除长丝杠上由于自重下垂而产生的挠度变形；占用空间小，不影响机床布局，方便安装。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1.一种滚珠丝杠辅助支撑装置，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，包括内部为一中空腔体且位于所述丝杠正下方的支撑壳体，所述支撑壳体在垂直方向上相对所述丝杠上下移动地设置在所述固定件上，在所述支撑壳体内设有弹性支承机构，在所述丝杠螺母的两侧设置碰块，所述碰块的最低点低于所述丝杠螺母的最低点，在所述弹性支承机构的上端与所述碰块对应的位置设置压件，当所述压件与所述碰块的最低点接触时所述弹性支承机构的最高点低于所述丝杠螺母的最低点。
2.如权利要求I所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述弹性支承机构包括 设置在所述支撑壳体的中空腔体内的支撑顶杆和弹性部件，所述支撑顶杆旋接在所述支撑壳体的底部，上端与所述托件接触； 用于托住所述水平丝杠的托件，位于所述支撑壳体和所述支撑顶杆的上端。
3.如权利要求2所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述压件为分别位于所述托件两侧的两个下压轴承。
4.如权利要求2或3所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述托件为两个以丝杠中心轴形成对称分布的支撑轴承。
5.如权利要求2所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述弹性部件通过旋接在所述支撑壳体底部的调整螺钉改变伸缩量。
6.如权利要求2所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述支撑顶杆通过调整螺母与所述支撑壳体底部连接。
7.如权利要求2或5所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。
8.如权利要求2所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述碰块为倒梯形块，所述倒梯形块两面各自为斜面，所述两个斜面各自朝向所述丝杠的两端。
9.如权利要求2所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，在所述支撑壳体的上端两侧分别设有调整平台，在所述调整平台内夹持有调整垫。
10.如权利要求9所述的滚珠丝杠辅助支撑装置，其特征在于，所述调整垫为半圆形。
专利摘要本实用新型公开了一种滚珠丝杠辅助支撑装置，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，包括内部为一中空腔体且位于所述丝杠正下方的支撑壳体，所述支撑壳体在垂直方向上相对所述丝杠上下移动地设置在所述固定件上，在所述支撑壳体内设有弹性支承机构，在所述丝杠螺母的两侧设置碰块，所述碰块的最低点低于所述丝杠螺母的最低点，在所述弹性支承机构的上端与所述碰块对应的位置设置压件，当所述压件与所述碰块的最低点接触时所述弹性支承机构的最高点低于所述丝杠螺母的最低点。本滚珠丝杠辅助支撑装置可以消除长丝杠上由于自重下垂而产生的挠度变形；占用空间小，不影响机床布局，方便安装。
文档编号B23Q1/25GK202479820SQ201220022240
公开日2012年10月10日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者张立民, 李日兴, 肖洒 申请人:上海三一精机有限公司