龍門銑橫梁絲杠防變形裝置

■ 齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司 （黑龍江 161005） 王曉培

滾珠絲杠是工具機械和精密機械上最常用的傳動元件，其主要功能是將旋轉運動轉換為線性運動，或將轉矩轉換成軸向反復作用力，同時兼具高精度可逆性和高效率的特點。因此現代數控機床進給方向上大量地采用滾珠絲杠。本文針對龍門銑床橫梁進給滾珠絲杠的變形問題進行機構的優化改進。

1.結構介紹

大型龍門銑床橫梁結構如圖1所示，通過固定在橫梁上的伺服電動機提供旋轉轉矩，滾珠絲杠的兩端固定在有軸承組合的絲杠座上，能自由旋轉，絲杠的絲母固定在溜板箱上，通過旋轉直線的轉變來實現溜板箱沿橫梁直線Y向往復移動，該結構將滾珠絲杠的高精度、快速反應的性能全部發揮出來。

圖1 龍門銑橫梁運行結構

2.存在的問題

數控龍門銑鏜床在進行大平面重切削或空間位置面加工及曲面外輪廓加工時，容易產生彎曲變形。一般情況下冷軋絲杠在絲杠直徑為100mm情況下變形，而研磨絲杠在直徑為60mm的情況下產生彎曲變形，加上由于大型龍門銑鏜床一般Y向跨距行程比較大，一般在3m以上，甚至為了加工風電、水利和核電等一些經濟效益明顯的大型加工件，要求龍門銑床的跨度達到6m左右，因此要求絲杠的長度比較長。絲杠在自重的情況下更容易產生變形，從而嚴重影響了滾珠絲杠的使用精度和壽命，影響了工廠的生產周期和經濟效益。

因此解決絲杠的變形對提高加工工件精度、降低生產成本和增加經濟效益有著至關重要的作用。

3.解決方法

圖 2

如圖2所示，橫梁一般為箱式結構，在箱體靠近絲杠長度中間位置開孔，將整個支撐裝置嵌入到橫梁內部，通過螺釘把合在箱體內壁上，完成固定。整個裝置突出橫梁前表面的軸端置于滾珠絲杠的下方。當溜板箱沿橫梁Y向移動到達支撐裝置附近時，溜板箱的斜面通過軸承接觸，從而擠支承軸，使得軸沿直線軸承嵌入橫梁箱體內。通過直線軸承的固定，保證了軸的直線運動精度和支撐位置的精度。當溜板箱遠離支撐位置時，支承軸在壓縮彈簧的作用下恢復到開始位置，從而保證滾珠絲杠處于被支撐狀態，此時鎖緊螺母較好地控制彈簧的壓縮長度，從而確保銅片有效地與絲杠接觸。銅片通過螺釘把合在支持軸的臺階面上，銅片因質地軟，不損傷絲杠且容易更換。

以上工作過程是在溜板箱靠近支撐裝置的情況下運行。當溜板箱遠離支撐裝置時，該裝置始終托舉滾珠絲杠，達到支撐減少重力變形的目的。

4.結語

隨著科學技術的快速發展，伴隨著國家對航天、船舶、風電、水電、軍工、礦山、火車、汽車和重型機械等機械加工的大量投入，對數控龍門鏜銑床的行程參數要求以及復合程度也越來越高，大型車銑復合加工中心應運而生，其中橫梁結構要求跨距6m以上，該結構可有效地解決因絲杠變形帶來的加工誤差。目前該裝置已應用到客戶的產品之上，獲得用戶的好評。