液控丝杠支撑装置在机床中的应用

齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司（黑龙江 161005）张立伟

数控落地铣镗床中X向进给传动元件（立柱水平方向横向移动）通常采用滚珠丝杠副传动或消隙后的齿轮齿条传动，在通常的情况下4000mm以下的X向行程采用滚珠丝杠副传动，4000mm以上的X向行程采用消隙后的齿轮齿条传动。两种传动方式的特点如下：滚珠丝杠采用带预紧的双螺母结构，对螺母施加预紧力，消除滚珠与螺杆的间隙，在装配过程中不需要消隙机构，驱动机构带动滚珠丝杠的螺杆转动，驱动滚珠丝杠的丝母带动滑座作X向移动，滚珠丝杠副便于装配，节约装配时间，机床的X向数控精度好，适用于X向小行程机床。齿轮齿条传动需要加消隙机构，还需要装配人员在装配过程中反复调整，进行齿轮齿条的消隙。由于齿轮齿条的加工特性，消隙后的精度也低于滚珠丝杠传动的精度，装配繁琐，基本件及外购件数量多，适用于X向大行程机床。数控落地铣镗床的X向进给滚珠丝杠为水平放置，由于X向行程的增大，滚珠丝杠的长度也随之增加，这样滚珠丝杠的挠度变形也随之增大，影响机床的数控精度。液控丝杠支撑装置的成功研制，解决了滚珠丝杠挠度变形大的难题。实现数控落地铣镗床在X向大行程的情况下可以采用滚珠丝杠副传动，提高机床X向传动的数控精度，节约了装配时间。

图1所示为液控丝杠支撑装置结构图。液控丝杠支撑装置由摆杆9、滚珠丝杠支撑轮8、旋转轴5、驱动座2、液压缸1等件组成。液控丝杠支撑装置安装在滚珠丝杠长度方向的中间位置，当丝母座11远离液控丝杠支撑装置时，如图1a，油口4供油，液压油推动液压缸1的活塞向下移动，带动驱动座2向下移动，驱动座2带动摆杆9绕旋转轴5顺时针旋转，使滚珠丝杠支撑轮8与滚珠丝杠10接触，实现滚珠丝杠的支撑。滚珠丝杠转动带动丝母座横向移动，当丝母座接近液控丝杠支撑装置时，如图1b所示，在丝母座11上把合的撞块7撞击检测开关6，这说明丝母座11将要与液控丝杠支撑装置相撞，电气系统反馈信号，控制液压缸1的电磁换向阀换向，油口3进油，油口4出油，液压缸1的活塞向上移动，带动驱动座2向上移动，驱动座2带动摆杆9绕旋转轴5逆时针旋转，使得滚珠丝杠支撑轮8低于丝母座11的下面，保证丝母座顺利通过液控丝杠支撑装置。当丝母座11完全通过液控丝杠支撑装置后，撞块7撞击前面的检测开关，电气系统反馈信号，电磁换向阀换向，液控丝杠支撑装置重复图1a的动作，实现滚珠丝杠的支撑。

图1 液控丝杠支撑装置结构

图2为液控丝杠支撑装置液压原理图。液压控制的相关元件为：基板1、溢流阀4、双单向节流阀5、减压阀6、电磁换向阀7。当丝母座远离液控丝杠支撑装置时，如图示位置电磁换向阀7的b电磁铁得电，进油口3进油，液压油经基板1→减压阀6→电磁换向阀7→双单向节流阀5→基板1进入液压缸10的上腔，驱动活塞向下移动，摆杆8绕旋转轴逆时针旋转，实现液控丝杠支撑装置支撑滚珠丝杠的功能。液压缸10中下腔的液压油经基板1→溢流阀4→双单向节流阀5→电磁换向阀7→基板1→出油口2流回油箱。当丝母座接近液控丝杠支撑装置时，撞块与检测开关相撞，电气系统反馈信号，电磁换向阀7的a电磁铁得电，进油口3进油，液压油经基板1→减压阀6→电磁换向阀7→双单向节流阀5→溢流阀4—基板1进入液压缸10的下腔，驱动活塞向上移动，摆杆8绕旋转轴顺时针旋转，实现液控丝杠支撑装置躲避丝母座下面的动作。液压缸10中的丄腔液压油经基板1→双单向节流阀5→电磁换向阀7→基板1→出油口2流回油箱。

我公司生产的FA－160型数控落地铣镗床、TKC－1型外立柱容器加工机床均采用液控丝杠支撑装置，经使用证实数控精度稳定，安装方便，性能可靠，缩短了生产的周期，提高了工作效率。

图2 液控丝杠支撑装置液压原理图