一种磨床用进给机构及其调整方法

技术领域

本发明属于机床部件技术领域，尤其涉及一种磨床用进给机构及其调整方法。

背景技术

磨床在磨削工件时需要前后移动进行位移进刀，一般使用伺服电机带动丝杠做往复运动。针对于中大型机床，当丝杠行程较长或丝杠比较重时丝杠中间位置会因自身重力影响会自然下垂，或者当安装丝杠前后两端轴承座中心孔不同心时，影响丝杠自身的水平直线精度，丝杠转动过程中沿着丝杠中心线形成“峰”、“谷”，使得移动部件产生跳动和横向振动，进而进刀时加工工具产生振动，磨削工件后表面有明显振纹的情况，造成磨削工件表面粗糙度不合格，从而影响磨削时的工件精度。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种磨床用进给机构及其调整方法，解决了丝杠自重原因引起的重力下垂和丝杠转动时两个轴承座中心孔不同心导致的摆动问题，保证丝杠前后运行平稳且精度可靠。

本发明是这样实现的，本发明一方面提供一种磨床用进给机构，包括设置有加工工具的拖板，所述拖板内设置有用于带动拖板在床身上移动的滚珠丝杠副，所述滚珠丝杠副包括设置在两个轴承座之间的丝杠和设置在丝杠上的螺母体，所述拖板内设置有支撑座，所述支撑座内设置有用于连接拖板和螺母体的连接构件，所述连接构件包括设置在支撑座内的定位部和套设在设置在螺母体外侧的套装部；

所述支撑座内设置有安装孔，所述安装孔的开孔方向与螺母体移动方向相垂直，所述定位部设置在安装孔内，所述安装孔内设置有与定位部相连接防止定位部下沉的支撑构件；

相对于螺母体侧的套装部上设置有用于消除滚珠丝杠副横向振动的消振构件。

进一步的，所述消振构件包括套设在丝杠上的调整螺母，所述调整螺母的连接段延伸至套装部内，所述调整螺母的预紧端面与套装部的受力端面之间依次设置有弹性件和调整垫。

进一步的，所述螺母体的凸缘端与丝杠之间设置有管套，所述管套与螺母体通过齐缝螺钉相连接。

进一步的，所述弹性件为碟形弹簧。

进一步的，所述安装孔包括相连通的大径段和小径段，所述小径段靠近螺母体一侧，所述大径段和小径段形成支撑阶梯面，所述支撑构件设置在大径段内，并支撑在支撑阶梯面上。

进一步的，所述支撑构件的长度大于小径段直径。

进一步的，所述支撑构件为支撑垫圈，所述支撑垫圈与定位部之间通过调整螺钉相连接。

进一步的，所述套装部与所述螺母体同轴设置。

本发明另一方面提供一种磨床用进给机构的调整方法，包括以下步骤：

S1、进给机构在装配过程中进行静态调整：

S101、把千分表座固定在床身导轨面上，表头放置在丝杠上母线位置，调整后螺母座，测量并控制上母线全程精度；

S102、上母线测量完毕，千分表表头丝杠侧母线位置，调整后螺母座，测量并控制侧母线全程精度；

S103、上母线和侧母线调整完毕后，拧紧螺母座和轴承座的螺钉，再对上母线和侧母线进行精度测量，进行精度复核，防止拧紧后精度发生变化；

当精度无变化时，对采用定位销对螺母座和轴承座进行固定，定位销采用对角设置，能够控制两个自由度；

当精度发生变化时，重复步骤S1和S2对上母线和侧母线进行调整，直至精度保持不变；

S2、进给机构装配完毕后开始进给运动，在移动过程中进行动态调整：

S201、采用千分表分别对下母线和侧母线的全程精度进行实时监测，并调整调整螺钉松紧程度，调节下母线和侧母线的全程精度，直至达到精度要求。

进一步的，所述步骤S101中上母线全程精度控制在0.005/1000mm，调整后螺母座的调整方式为：修磨后轴承座的调整垫；

所述步骤S102中侧母线全程精度控制在0.005/1000mm，调整后螺母座的调整方式为：敲动后轴承座箱体，整体左右平移达到精度要求；

所述步骤S201具体为：运动过程中，滚珠丝杠副一次往复运动记作一组数据，共采集二十组数据，其中，第1～5组数据中每一次往复运动后通过调整螺钉进行精度调整，第6～15组数据中每两次往复运动后通过调整螺钉进行精度调整，最后5组数据进行精度校正。

本发明具有的优点和技术效果：由于采用上述技术方案，解决了丝杠自重原因引起的重力下垂和丝杠转动时两个轴承座中心孔不同心导致的摆动问题，保证丝杠前后运行平稳且精度可靠。整机在磨削工件时，无波纹、扎刀等问题，机床性能得到了极大的提升。

采用静态和动态的调整方法，能够实际模拟现实场景，精度反馈更加准确，贴近实际操作效果，保证整体的精度。弥补调整上母线和侧母线间隙数据不足的问题，提升上母线和侧母线运动平稳的效果。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的整体结构示意图；

图2是本发明实施例2提供的消振构件结构示意图；

图3是本发明实施例3提供的螺母体与丝杠的连接结构示意图；

图4是本发明实施例4提供的支撑座结构示意图；

图5是本发明实施例5提供的支撑构件与定位部的连接结构示意图。

图中：1、拖板；2、滚珠丝杠副；2-1、丝杠；2-2、螺母体；3、支撑座；3-1、安装孔；3-2、大径段；3-3、小径段；3-4、支撑阶梯面；4、连接构件；4-1、定位部；4-2、套装部；5、支撑构件；5-1、支撑垫圈；5-2、调整螺钉；6、消振构件；6-1、调整螺母；6-2、弹性件；6-3、调整垫；7、管套；8、齐缝螺钉。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种磨床用进给机构，包括设置有加工工具的拖板1，所述拖板1内设置有用于带动拖板1在床身上移动的滚珠丝杠副2，所述滚珠丝杠副2包括设置在两个轴承座之间的丝杠2-12-1和设置在丝杠2-12-1上的螺母体2-2，所述拖板1内设置有支撑座3，所述支撑座3内设置有用于连接拖板1和螺母体2-2的连接构件4，所述连接构件4包括设置在支撑座3内的定位部4-1和套设在设置在螺母体2-2外侧的套装部4-2，具体的，所述套装部4-2与所述螺母体2-2同轴设置。

所述支撑座3内设置有安装孔3-1，所述安装孔3-1的开孔方向与螺母体2-2移动方向相垂直，所述定位部4-1设置在安装孔3-1内，所述安装孔3-1内设置有与定位部4-1相连接防止定位部4-1下沉的支撑构件5。

相对于螺母体2-2侧的套装部4-2上设置有用于消除滚珠丝杠副2横向振动的消振构件6。

优选的，所述螺母体2-2为铜制螺母体2-2，使得螺母体2-2具有较强的耐磨性。

优选的，当丝杠2-1直径超过80mm，支撑座3和定位部4-1之间设置有锥端紧定螺钉。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例中所述消振构件6包括套设在丝杠2-1上的调整螺母6-1，所述调整螺母6-1的连接段延伸至套装部4-2内，所述调整螺母6-1的预紧端面与套装部4-2的受力端面之间依次设置有弹性件6-2和调整垫6-3。采用调整螺母6-1对弹性件6-2和调整垫6-3进行压紧，使得达到最佳的预紧力，消除滚珠丝杠副2的横向振动。电机启动，运动部件刚运动时存在向前冲的动能，通过层层传递使得砂轮产生扎刀问题。通过弹性件6-2、调整垫6-3和调整螺母6-1的压紧可以吸收该动能，消除运动部件的横向振动。优选的，所述弹性件6-2为碟形弹簧。

优选的，调整螺母6-1为铜制调整螺母6-1，使得调整螺母6-1具有较强的耐磨性。

实施例3

如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例中所述螺母体2-2的凸缘端与丝杠2-1之间设置有管套7，所述管套7与螺母体2-2通过齐缝螺钉8相连接，保证螺母体2-2、管套7与丝杠2-1螺纹的同心性。

优选的，管套7为耐磨铸铁制造的管套7。

实施例4

如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例中所述安装孔3-1包括相连通的大径段3-2和小径段3-3，所述小径段3-3靠近螺母体2-2一侧，所述大径段3-2和小径段3-3形成支撑阶梯面3-4，所述支撑构件5设置在大径段3-2内，并支撑在支撑阶梯面3-4上。

具体的，所述支撑构件5的长度大于小径段3-3直径。

实施例5

如图4所示，与实施例1不同的是，本实施例中所述支撑构件5为支撑垫圈5-1，所述支撑垫圈5-1与定位部4-1之间通过调整螺钉5-2相连接。

实施例6

本实施例提供一种磨床用进给机构的调整方法，包括以下步骤：

S1、进给机构在装配过程中进行静态调整：

S101、把千分表座固定在床身导轨面上，表头放置在丝杠2-1上母线位置，调整后螺母座，测量并控制上母线全程精度；

具体的，上母线全程精度控制在0.005/1000mm，调整后螺母座的调整方式为：修磨后轴承座的调整垫6-3。

其中，上母线是指丝杠2-1横截面12点钟方向的母线。

S102、上母线测量完毕，千分表表头丝杠2-1侧母线位置，调整后螺母座，测量并控制侧母线全程精度；

具体的，侧母线全程精度控制在0.005/1000mm，调整后螺母座的调整方式为：敲动后轴承座箱体，整体左右平移达到精度要求。

其中，侧母线是指丝杠2-1横截面3点钟方向的母线。

S103、上母线和侧母线调整完毕后，拧紧螺母座和轴承座的螺钉，再对上母线和侧母线进行精度测量，进行精度复核，防止拧紧后精度发生变化；

当精度无变化时，对采用定位销对螺母座和轴承座进行固定，定位销采用对角设置，能够控制两个自由度；

当精度发生变化时，重复步骤S1和S2对上母线和侧母线进行调整，直至精度保持不变。

S2、进给机构装配完毕后开始进给运动，在移动过程中进行动态调整：

S201、采用千分表分别对下母线和侧母线的全程精度进行实时监测，并调整调整螺钉5-2松紧程度，调节下母线和侧母线的全程精度，直至达到精度要求；

具体为：运动过程中，滚珠丝杠副2一次往复运动记作一组数据，共采集二十组数据，其中，第1～5组数据中每一次往复运动后通过调整螺钉5-2进行精度调整，第6～15组数据中每两次往复运动后通过调整螺钉5-2进行精度调整，最后5组数据进行精度校正。

其中，下母线是指丝杠2-1横截面6点钟方向的母线。侧母线是指丝杠2-1横截面3点钟方向的母线。

丝杠2-1在初始状态时，上母线和侧母线已经调整完毕，因为自重原因丝杠2-1在旋转时中间位置有下垂趋势，最大约为0.05mm,并且在旋转时会有摆动现象。这套装置在使用时，刚开始丝杠2-1处于平稳状态，向前运动不受任何影响，运动到中间位置时，丝杠2-1会有向下偏移的趋势，支撑垫圈5-1此时用调整螺钉5-2固定住定位部4-1让螺母体2-2不随丝杠2-1下移，还保持原来的位置精度继续前进。在中间位置始终有一个作用力与丝杠2-1重力保持二力平衡，停止丝杠2-1下垂，保证进给精度准确。

丝杠2-1下垂0.05mm指的是最中间位置，向上托起时不用也调整到0.05mm。此调整量可以用调整螺钉5-2随时改变，因为季节和使用环境不同，它向上力的数值也有变化。具体可以在磨削时进行校正。当磨削出现较大波纹震动时，调整螺钉5-2压紧量变大。当磨削出现小碎纹时，调整螺钉5-2压紧量变小。当调整完毕后，可以用锥端紧定螺钉将位置固定住，保证机床长时间稳定运行。

由于采用上述技术方案，解决了丝杠2-1自重原因引起的重力下垂和丝杠2-1转动时两个轴承座中心孔不同心导致的摆动问题，保证丝杠2-1前后运行平稳且精度可靠。整机在磨削工件时，无波纹、扎刀等问题，机床性能得到了极大的提升。

采用静态和动态的调整方法，能够实际模拟现实场景，精度反馈更加准确，贴近实际操作效果，保证整体的精度。弥补调整上母线和侧母线间隙数据不足的问题，提升上母线和侧母线运动平稳的效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。