丝杠热变形自动补偿机构及机床制造技术

本发明专利技术提供了一种丝杠热变形自动补偿机构及机床。该丝杠热变形自动补偿机构包括：固定安装座，安装于固定支点上，固定安装座与丝杠之间形成有环形腔；轴承，安装在环形腔内，并套设在丝杠上；第一轴向限位件，安装在丝杠上并靠近轴承的第一端设置；第一轴向限位件与轴承的内圈抵压接触；套圈，套设在环形腔内并靠近轴承的第二端设置；套圈与轴承的外圈固定连接；固定安装座内设有压力腔，压力腔通过油路与压力油源连接；固定安装座上还设有孔，孔的第一端与压力腔连通，第二端对应于套圈的外周壁；弹性夹紧件，位于压力腔内并盖设在孔的孔肩上，使压力腔与孔隔离。本发明专利技术的技术方案具有结构简单、通用性强，同时能有效降低机床热误差的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工领域,更具体地，涉及一种丝杠热变形自动补偿机构及机床。
技术介绍
热致误差是数控机床的最大误差源，占机床总误差的40%_70%，因此减少热误差是减少机床误差的最为行之有效的方式。目前，降低机床热变形一般有三种方式一是改进机床机构，二是温度控制，三是温度补偿。改进机床结构是指在设计机床时，依据热膨胀系数合理的选择部件材料，控制热变形和热误差的方向，从而有效地防止重要部件的热变形对机床精度产生影响。温度控制是指通过在机床关键部件上布置加热元件或冷却机构实现机床整体温度场的均衡。这两种方式是在热源头上对机床的温度实施控制，方式一因机床零部件材料的可选范围是有限的，使得机床成本相对难控制；方式二需要增加较多的元件以实现功能，受机床本身结构限制较多，而且效果不是很理想，因此这两种方式的应用局限性 比较大。温度补偿是一种热误差补偿技术，作为一种反馈技术，它通过各种手段对数控加工时已产生的误差进行测量，然后根据已经建立的误差补偿模型进行误差补偿计算，消除热变形影响，目前该方法是消除机床热变形、提高加工精度的主要手段，但该方法需要数控系统的参与，由于针对不同类型的机床需要做不同的误差补偿模型，所以此种方法的通用性较差。因此，亟需要提供一种结构简单、通用性强，同时能有效降低机床热误差的机构。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种结构简单、通用性强，同时能有效降低机床热误差的丝杠热变形自动补偿机构。本专利技术还提出了一种机床。根据本专利技术的一个方面，提供了一种丝杠热变形自动补偿机构，包括固定安装座，安装于固定支点上，固定安装座与丝杠之间形成有环形腔；轴承，安装在环形腔内，并套设在丝杠上；第一轴向限位件，安装在丝杠上并靠近轴承的第一端设置；第一轴向限位件与轴承的内圈抵压接触；套圈，套设在环形腔内并靠近轴承的第二端设置；套圈与轴承的外圈固定连接；固定安装座内设有压力腔，压力腔通过油路与压力油源连接；固定安装座上还设有孔，孔的第一端与压力腔连通，第二端对应于套圈的外周壁；弹性夹紧件，位于压力腔内并盖设在孔的孔肩上，使压力腔与孔隔离。进一步地，固定安装座包括轴承座，固定在机架上；法兰盖，包括相连接的端盖部和套筒部；端盖部与轴承座的第一端通过螺钉连接；套筒部套设在轴承座内，且套筒部的内孔与丝杠之间形成环形腔；套筒部上沿周向开设有环形槽，环形槽与轴承座的内孔壁配合形成压力腔；孔为多个，沿周向均匀布置在套筒部上；在轴承座上开设有用于使压力腔与压力油源连通的进回油通道。进一步地，弹性夹紧件套设在环形槽内，且在弹性夹紧件与轴承座之间设置有密封结构。进一步地，丝杠上形成有台阶部，第一轴向限位件为夹设在台阶部与轴承之间的挡圈，挡圈上还设有第一遮挡翻边。进一步地，法兰盖的端盖部上还设有第二遮挡翻边。进一步地，轴承座的第二端设有用于对法兰盖的套筒部限位的止挡翻边。进一步地，丝杠上还安装有第二轴向限位件，第二轴向限位件靠近轴承的第二端设置并与轴承的内圈抵压接触。进一步地，第二轴向限位件包括内隔套，与轴承的内圈相邻；螺母，位于内隔套的外端并与丝杠螺接。进一步地，在轴承座上对应进回油通道的位置安装有管接头。另一个方面，本专利技术还提供了一种机床，设置上述的丝杠热变形自动补偿机构。本专利技术提供的丝杠热变形自动补偿机构的技术方案，轴承套设在丝杠上；第一轴向限位件安装在丝杠上，该第一轴向限位件靠近轴承第一端设置并与轴承的内圈抵压接触；套圈套设在安装轴承的环形腔内，该套圈靠近轴承第二端设置并与轴承的外圈固定连接。容易理解，当固定安装座的压力腔尚未注入压力油时，轴承在固定安装座内可沿丝杠轴向移动，即固定安装座对轴承的支撑为浮动支撑。当安装有该丝杠热变形自动补偿机构的机床启动时，机床的动力系统驱动丝杠及其移动单元进行进给跑和运动，待一段时间后，丝杠达到热平衡状态，此时，控制压力油源通过油路向压力腔注入压力油，弹性夹紧件受压后膨胀变形，弹性夹紧件对应孔的部分变形后与套圈抵压接触，弹性夹紧件得以夹紧套圈，因套圈和轴承的外圈固定连接，所以使得轴承在固定安装座内的位置固定，从而实现了固定安装座对轴承的固定支撑，提高了丝杠的支撑刚性。然后机床开始加工，因此时丝杠已经进行过跑和运动并处于热变形后的平衡状态，机床在继续运行的过程中不会再出现因较大的热致误差而导致加工精度差的问题，即有效降低了机床热误差，且该丝杠热变形自动补偿机构结构简单，不需要数控系统的参与，易于实现。另外，该丝杠热变形自动补偿机构可应用于各种机床的传动机构，通用性强，并可有效提闻机床传动系统的传动精度和使用寿命。当机床加工完成后处于待机或停机状态时，可以卸掉压力油，使轴承重新处于浮动支撑状态，以便于下次加工。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示意性示出了本专利技术的丝杠热变形自动补偿机构的优选实施例的剖视结构；图2示意性示出了本专利技术优选实施例中法兰盖的立体结构；以及，图3示意性示出了本专利技术优选实施例中弹性夹紧件的立体结构。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。 参见图I至图3，示出了本专利技术提供的丝杠热变形自动补偿机构优选实施例的结构。如图所示，该丝杠热变形自动补偿机构至少包括固定安装座I、轴承2、第一轴向限位件3、套圈4和弹性夹紧件5。由图中可以看出，丝杠9上设置有丝杠螺母92，丝杠9的至少一端由该丝杠热变形自动补偿机构支撑。具体地，固定安装座I安装于固定支点上，例如固定安装座I通过螺栓63和螺钉固定安装至机床的机架(图中未示出)上。固定安装座I与丝杠9之间形成有环形腔(图中未标号)。轴承2安装在环形腔内并套设在丝杠9上，即轴承2安装在固定安装座I和丝杠9之间。第一轴向限位件3安装在丝杠9上，该第一轴向限位件3靠近轴承2的第一端设置并与轴承2的内圈抵压接触，用于对轴承2的第一端进行轴向限位。套圈4套设在环形腔内并靠近轴承2的第二端设置，且套圈4与轴承2的外圈固定连接，例如轴承2的外圈通过螺钉62与套圈4连接。套圈4用于对轴承2的第二端进行轴向限位。由图中可以看出，套圈4的内孔半径大于轴承2的内圈外径，套圈4的内孔与丝杠9之间形成有环形间隙。固定安装座I内设有压力腔13，压力腔13通过油路与压力油源(图中未示出)连接。固定安装座I上还设有孔14，孔14的第一端与压力腔13连通，第二端对应于套圈4的外周壁。弹性夹紧件5位于压力腔13内并盖设在孔14的孔肩上，弹性夹紧件5用于使压力腔13与孔14隔离。 采用本专利技术的技术方案，容易理解，当固定安装座I的压力腔13尚未注入压力油时，轴承2在固定安装座I内可沿丝杠9轴向移动，即固定安装座I对轴承2的支撑为浮动支撑。当安装有该丝杠热变形自动补偿机构的机床启动时，机床的动力系统驱动丝杠9及其移动单元进行进给跑和运动，待一段时间后，丝杠9达到热平衡状态，此时，控制压力油源通过油路向压力腔13注入压力油，弹性夹紧件5受压后膨胀变形，弹性夹紧件5对应 孔14的部分变形后与套圈4抵压接触，弹性夹紧件5得以夹紧套圈4，又因套圈4和轴承2的外圈固定连接，所述轴承2在第一轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝杠热变形自动补偿机构，其特征在于，包括 固定安装座(1)，安装于固定支点上，所述固定安装座(I)与丝杠(9)之间形成有环形腔； 轴承(2 )，安装在所述环形腔内，并套设在所述丝杠(9 )上； 第一轴向限位件(3)，安装在所述丝杠(9)上并靠近所述轴承(2)的第一端设置；所述第一轴向限位件(3)与所述轴承(2)的内圈抵压接触； 套圈(4)，套设在所述环形腔内并靠近所述轴承(2)的第二端设置；所述套圈(4)与所述轴承(2)的外圈固定连接； 所述固定安装座(I)内设有压力腔(13)，所述压力腔(13)通过油路与压力油源连接；所述固定安装座上还设有孔(14)，所述孔(14)的第一端与所述压力腔(13)连通，第二端对应于所述套圈(4)的外周壁； 弹性夹紧件(5)，位于所述压力腔(13)内并盖设在所述孔(14)的孔肩上，使所述压力腔(13)与所述孔(14)隔离。2.根据权利要求I所述的丝杠热变形自动补偿机构，其特征在于，所述固定安装座(I)包括 轴承座(11),固定在机架上； 法兰盖(12)，包括相连接的端盖部(121)和套筒部(122);所述端盖部(121)与所述轴承座(11)的第一端通过螺钉(61)连接；所述套筒部(122 )套设在所述轴承座(11)内，且所述套筒部(11)的内孔与所述丝杠(9)之间形成所述环形腔； 所述套筒部(122)上沿周向开设有环形槽(123)，所述环形槽(123)与所述轴承座(11)的内孔壁配合形成所述压力腔(13);所述孔(14)为多个，沿周向均匀布置在所述套筒部(122)上； 在所述轴承座(11)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维磊，李强，杨刚文，
申请(专利权)人：上海三一精机有限公司，
类型：发明
国别省市：