一种钻攻中心Z轴的进给机构的制作方法

本发明涉及数控机床技术领域，具体涉及一种钻攻中心Z轴的进给机构。

背景技术：

目前，现有技术中对金属的钻攻加工包括数控钻攻中心、数控雕铣机等，其中，数控钻攻中心是一种功能较全的数控加工机床。它把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。钻攻中心设置有刀库，刀库中存放着不同数量的各种刀具或检具，在加工过程中由程序自动选用和更换。这是它与数控铣床、数控镗床的主要区别。钻攻中心是一种综合加工能力较强的设备，工件一次装夹后能完成较多的加工步骤，加工精度较高，对于中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的5 ～ 10 倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工。加工中心对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。特别是对于必需采用工装和专机设备来保证产品质量和效率的工件，采用钻攻中心加工，可以省去工装和专机。这会为新产品的研制和改型换代节省大量的时间和费用，从而使企业具有较强的竞争能力。

然而现有的钻攻中心中，无论日系的发那科钻攻中心、兄弟钻攻中心，还是韩系的起亚钻攻中心、三星钻攻中心，亦或台系的台正钻攻中心，都存在精加工零件时，在高度方向尺寸存在极大误差的问题。申请人发现，造成高度方向尺寸误差的原因，是钻攻中心Z轴直线进给机构的热伸长（主要是丝杆的热变形伸长和装有刀具的主轴的热变形伸长）造成的，尤其是加工一段时间后，高度方向尺寸的误差极为突显。克服热伸长的问题，传统都是对主轴轴承座外套通过恒温油的方式进行循环冷却，使主轴运转过程中绝大部分的热量随循环油带出机体，以减小热变形。但是再完善的冷却液仍然会有部分位置热量因传导速度快或者无法冷却到位，导致热量不能及时排出，还是会产生热变形，该热变形直接会影响加工的进给精度。

技术实现要素：

针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种能够减小热伸长对加工尺寸误差的影响的钻攻中心Z轴的进给机构。

发明思路：申请人发现，传统的钻攻中心Z轴直线进给机构都采用了固定-支承的结构，即近电机端为固定端，远电机端为支承端，这样Z轴（即丝杆）的热伸长方向朝下，装有刀具的主轴的热伸长方向也是朝下，该方向是零件高度尺寸加工的敏感方向，丝杆的热伸长量和主轴的热伸长量会叠加地影响加工尺寸精度，导致各时段加工的零件高度尺寸不一。申请人进一步地发现，既然无法绝对地消除热伸长变形，则无需消除热伸长，只需要改变热伸长的方向，既能够克服高度尺寸误差问题，具体实施方案如下：

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

提供一种钻攻中心Z轴的进给机构，包括立柱本体、电机、丝杆、支承结构和固定结构，所述电机固定于所述立柱本体，所述电机的输出轴与所述丝杆连接，所述丝杆套接有螺母用于带动外围的主轴装置上下运动，所述丝杆的上端部套设有上轴承，所述上轴承通过所述支承结构来支承于所述立柱本体，所述丝杆的下端部套设有下轴承，所述下轴承通过所述固定结构来固定于所述立柱本体。

其中，所述支承结构包括轴承座和压环，所述轴承座与立柱本体固定连接，所述轴承座设置有支承孔，丝杆穿过该支撑座与电机连接，上轴承套设于丝杆的上端部，上轴承的外侧壁与支承孔的内侧壁抵紧，所述丝杆的上端部设置有用于承托上轴承的台阶，所述压环套设于丝杆并压紧上轴承；所述固定结构包括衬套、轴承盖板和固定件，所述衬套与立柱本体固定连接，所述衬套和下轴承均套设于丝杆，所述丝杆设置有供下轴承承托住的台阶，下轴承的外侧壁与衬套的内侧壁抵紧，所述固定件用于把衬套固定于轴承盖板从而固定所述轴承。

其中，所述电机通过联轴器来与丝杆连接。

其中，所述上轴承为深沟球轴承。

其中，所述下轴承为调心滚子轴承。

其中，所述固定件为螺钉。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明的一种钻攻中心Z轴的进给机构，包括立柱本体、电机、丝杆、支承结构和固定结构，电机固定于立柱本体，电机的输出轴与丝杆连接，丝杆套接有螺母用于带动外围的主轴装置上下运动，丝杆的上端部套设有上轴承，上轴承通过支承结构来支承于立柱本体，丝杆的下端部套设有下轴承，下轴承通过固定结构来固定于立柱本体。与现有技术相比，本发明的丝杆的下端为固定端，即下轴承在横向纵向都是固定的，保障丝杆不会向下热变形伸长；而丝杆的上端为支承端，即上轴承在横向是固定的，但在纵向不是绝对固定的，在实际使用中，丝杆的热变形方向朝上，而装有刀具的主轴的热伸长方向向下，从而使得丝杆的热伸长量和主轴的热伸长量在高度方向相互抵消，从而减少热变形对加工时高度方向的精度影响。

附图说明

图1为本发明的一种钻攻中心Z轴的进给机构的结构示意图。

图2为图1中A处的放大视图。

图3为图1中B处的放大视图。

附图标记：

立柱本体1；

电机2、联轴器21；

支承结构3、上轴承31、轴承座32、支承孔321、压环33；

固定结构4、下轴承41、衬套42、轴承盖板43、固定件44；

丝杆5。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本发明进行详细说明。

本实施例的一种钻攻中心Z轴的进给机构，如图1至图3所示，包括立柱本体1、电机2、丝杆5、支承结构3和固定结构4，电机2固定于立柱本体1，电机2的输出轴通过联轴器21与丝杆5连接，丝杆5套接有螺母用于带动外围的主轴装置上下运动，丝杆5的上端部套设有上轴承31，上轴承31通过支承结构3来支承于立柱本体1，丝杆5的下端部套设有下轴承41，下轴承41通过固定结构4来固定于立柱本体1。支承结构3包括轴承座32和压环33，轴承座32与立柱本体1固定连接，轴承座32设置有支承孔321，丝杆5穿过该支撑座与电机2连接，上轴承31套设于丝杆5的上端部，上轴承31的外侧壁与支承孔321的内侧壁抵紧，丝杆5的上端部设置有用于承托上轴承31的台阶，压环33套设于丝杆5并压紧上轴承31；固定结构4包括衬套42、轴承盖板43和固定件44，衬套42与立柱本体1固定连接，衬套42和下轴承41均套设于丝杆5，丝杆5设置有供下轴承41承托住的台阶，下轴承41的外侧壁与衬套42的内侧壁抵紧，固定件44用于把衬套42固定于轴承盖板43从而固定轴承，其中固定件44为螺钉。与现有技术相比，本发明的丝杆5的下端为固定端，即下轴承41横向纵向都是固定的，保障丝杆3不会向下热变形伸长；而丝杆3的上端为支承端，即上轴承31在横向是固定的，但在纵向不是绝对固定的，在实际使用中，丝杆5的热变形方向朝上，而装有刀具的主轴的热伸长方向向下，从而使得丝杆5的热伸长量和主轴的热伸长量在高度方向相互抵消，从而减少热变形对加工时高度方向的精度影响。

其中，上轴承31为深沟球轴承，深沟球轴承主要承受径向载荷，也可同时承受径向载荷和轴向载荷。当其仅承受径向载荷时，接触角为零。当深沟球轴承具有较大的径向游隙时，具有角接触轴承的性能，可承受较大的轴向载荷 ，深沟球轴承的摩擦系数很小，极限转速也很高。

其中，下轴承41为调心滚子轴承，调心滚子轴承具有两列滚子，主要承受径一载荷，同时也能承受任一方向的轴向载荷。有高的径向载荷能力，特别适用于重载或振动载荷下工作，但不能承受纯轴向载荷。该类轴承外圈滚道是球面形，故其调心性能良好，能补偿同轴度误差。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。