液控絲杠支撐裝置在機床中的應用

齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司（黑龍江 161005）張立偉

數控落地銑鏜床中X向進給傳動元件（立柱水平方向橫向移動）通常采用滾珠絲杠副傳動或消隙后的齒輪齒條傳動，在通常的情況下4000mm以下的X向行程采用滾珠絲杠副傳動，4000mm以上的X向行程采用消隙后的齒輪齒條傳動。兩種傳動方式的特點如下：滾珠絲杠采用帶預緊的雙螺母結構，對螺母施加預緊力，消除滾珠與螺桿的間隙，在裝配過程中不需要消隙機構，驅動機構帶動滾珠絲杠的螺桿轉動，驅動滾珠絲杠的絲母帶動滑座作X向移動，滾珠絲杠副便于裝配，節約裝配時間，機床的X向數控精度好，適用于X向小行程機床。齒輪齒條傳動需要加消隙機構，還需要裝配人員在裝配過程中反復調整，進行齒輪齒條的消隙。由于齒輪齒條的加工特性，消隙后的精度也低于滾珠絲杠傳動的精度，裝配繁瑣，基本件及外購件數量多，適用于X向大行程機床。數控落地銑鏜床的X向進給滾珠絲杠為水平放置，由于X向行程的增大，滾珠絲杠的長度也隨之增加，這樣滾珠絲杠的撓度變形也隨之增大，影響機床的數控精度。液控絲杠支撐裝置的成功研制，解決了滾珠絲杠撓度變形大的難題。實現數控落地銑鏜床在X向大行程的情況下可以采用滾珠絲杠副傳動，提高機床X向傳動的數控精度，節約了裝配時間。

圖1所示為液控絲杠支撐裝置結構圖。液控絲杠支撐裝置由擺桿9、滾珠絲杠支撐輪8、旋轉軸5、驅動座2、液壓缸1等件組成。液控絲杠支撐裝置安裝在滾珠絲杠長度方向的中間位置，當絲母座11遠離液控絲杠支撐裝置時，如圖1a，油口4供油，液壓油推動液壓缸1的活塞向下移動，帶動驅動座2向下移動，驅動座2帶動擺桿9繞旋轉軸5順時針旋轉，使滾珠絲杠支撐輪8與滾珠絲杠10接觸，實現滾珠絲杠的支撐。滾珠絲杠轉動帶動絲母座橫向移動，當絲母座接近液控絲杠支撐裝置時，如圖1b所示，在絲母座11上把合的撞塊7撞擊檢測開關6，這說明絲母座11將要與液控絲杠支撐裝置相撞，電氣系統反饋信號，控制液壓缸1的電磁換向閥換向，油口3進油，油口4出油，液壓缸1的活塞向上移動，帶動驅動座2向上移動，驅動座2帶動擺桿9繞旋轉軸5逆時針旋轉，使得滾珠絲杠支撐輪8低于絲母座11的下面，保證絲母座順利通過液控絲杠支撐裝置。當絲母座11完全通過液控絲杠支撐裝置后，撞塊7撞擊前面的檢測開關，電氣系統反饋信號，電磁換向閥換向，液控絲杠支撐裝置重復圖1a的動作，實現滾珠絲杠的支撐。

圖1 液控絲杠支撐裝置結構

圖2為液控絲杠支撐裝置液壓原理圖。液壓控制的相關元件為：基板1、溢流閥4、雙單向節流閥5、減壓閥6、電磁換向閥7。當絲母座遠離液控絲杠支撐裝置時，如圖示位置電磁換向閥7的b電磁鐵得電，進油口3進油，液壓油經基板1→減壓閥6→電磁換向閥7→雙單向節流閥5→基板1進入液壓缸10的上腔，驅動活塞向下移動，擺桿8繞旋轉軸逆時針旋轉，實現液控絲杠支撐裝置支撐滾珠絲杠的功能。液壓缸10中下腔的液壓油經基板1→溢流閥4→雙單向節流閥5→電磁換向閥7→基板1→出油口2流回油箱。當絲母座接近液控絲杠支撐裝置時，撞塊與檢測開關相撞，電氣系統反饋信號，電磁換向閥7的a電磁鐵得電，進油口3進油，液壓油經基板1→減壓閥6→電磁換向閥7→雙單向節流閥5→溢流閥4—基板1進入液壓缸10的下腔，驅動活塞向上移動，擺桿8繞旋轉軸順時針旋轉，實現液控絲杠支撐裝置躲避絲母座下面的動作。液壓缸10中的丄腔液壓油經基板1→雙單向節流閥5→電磁換向閥7→基板1→出油口2流回油箱。

我公司生產的FA－160型數控落地銑鏜床、TKC－1型外立柱容器加工機床均采用液控絲杠支撐裝置，經使用證實數控精度穩定，安裝方便，性能可靠，縮短了生產的周期，提高了工作效率。

圖2 液控絲杠支撐裝置液壓原理圖