CN86100128A - 机床溜板的支承组件 - Google Patents

Abstract

具有燕尾式导轨的一台机床有一个溜板。采用四套循环式直线滚动导轨支承组件导向溜板。溜板的每一端上两套支承组件同两个导轨啮合。每个支承板组件安装在支承体上，支承体固定在溜板上。其中一个支承板组件的滚动支承面同导轨的上水平面啮合，而另一个支承板组件的滚动支承面同导轨向下的倾斜面啮合。同导轨倾斜导向面啮合的支承板组件可旋转地支承在偏心圆柱段上。偏心段能使支承板组件向着和离开导轨倾斜导向面移动，给支承组件预加载，以及精确地使溜板相对于导轨校准。

Description

机床溜板的支承组件

这是一项关于机床溜板的支承组件的发明，更确切地说，这项发明涉及在一对导轨上精确地导向一个溜板的支承装置。

许多机床安装了一对导轨，它用来导向一个在直线路径上运动的溜板。为了减少溜板与导轨导向面之间的摩擦，在一些机床中它们之间安装滚动导轨支承。这些支承装置经常以循环式直线滚动导轨块的型式装在溜板上，并与导轨的导向面啮合。虽然这样一种结构在许多机器中能满意地使用，但是它们经常是昂贵的，结构复杂，而且要求专门设计导轨。此外，在那些溜板运动准确度极高且又是必需的机器中，这样一种结构不总是能很好地使用。为了获得溜板运动极高的精度，预加载和滚动导轨支板的精密调正是最重要的。

目前这项发明其主要目的是在减磨支承组件结构中加了一个循环式的滚动导轨支板，该支板适于装在溜板上，并且能将支承预加载到预先确定的安全程度。

这项发明的另一个目的是提供一个上述型式的支承组件，它能够经济地被加工出来，且适于用在普通燕尾式或矩形的导轨上。

这项发明的第三个目的是提供一个上述型式的支承组件，这个组件的结构能使装在导轨上的溜板相对于导轨精密校准。

目前这项发明的再一个目的是提供一个上述型式的支承组件，该组件能够自身校准，以便调节加在溜板上的载荷引起的偏移。在溜板上安装支承组件时，没有在组件或机床导轨上施加过大或局部应力。

目前这项发明的其他一些目的、特点和优点结合下面附图的说明将显而易见。

图1是机床部分组件的透视图。它包括一个溜板，溜板用支承组件装在燕尾式导轨上，支承组件是根据目前这项发明而制造的其中一种型式。

图2是支承组件分解成零件的透视图。

图3是支承组件的顶视图。

图4是部分零件局部剖视的支承组件的正视图，透视方向如图3中的箭头4所示。

图5是支承组件的侧视图。

图6是支承组件局部剖开的侧视图。为了说明滚动体支承支板的调正方式，图中进行了局部剖视图。

图7是根据目前这项发明而制造的支承组件的另一种具体结构的顶视图。

图8是示于图7的支承组件的正视图。

图9是该支承组件的剖视图，沿图7中9-9线进行剖视。

图10是一个剖视图，沿图8中10-10线剖视。

图1表示了一台机床10，它具有床身12，在床身上牢固地安装了一对平行度高的燕尾式导轨14。每一个导轨14具有一个顶部平直的导向面16和一个侧面的向下向内倾斜的平直的导向面18。为使溜板20沿导轨14长度方向运动，采用了四个支承组件22导向。溜板每一边相邻与相对的端部安装两个支承组件。在溜板20一边上的支承组件22最好是与溜板相对边的支承组件22横向对齐。

每一个支承组件22包括一个支承体24，如图2所示，它含有一个精密机械加工的矩形上支座26，该支座有一对侧板28，采用螺钉30和定位销钉32将侧板固定在支座26的每一端面上。为了牢固地把侧板28固定在溜板20的底部，上支座26具有一簇孔34，它适于安装螺钉（图中未表示）。一个精密机械加工的矩形槽36沿纵向延伸到支座26底部的端面。一个直线滚动支承板38用螺钉40安装在槽36中（图4）。滚动支承41沿支板38的基面横向伸展，形成了一个平直的支承面，该面精确地垂直于侧板28相对的两个内侧面，且适于精确地平稳地同导轨14的上部导向平面滚动配合。

每一个侧板28具有一个下支臂42。每一个下支臂上有一个精密机械加工的孔44。当两侧板安装到支座26上时，两孔44是共轴的。在两孔44内支承一根淬火处理的转轴46，轴的每一端车成螺纹如48那样，而且有精密研磨的圆柱支承段50，它与螺纹端48邻接。支承段50与精密机械加工孔44紧配合。转轴46的中部具有精密研磨的-圆柱段52，它相对于轴46的相反两端部分是偏心的，圆柱段52的两端终止于平轴肩53。轴肩53与轴46的轴线垂直。偏心圆柱段52的长度与侧板28的下支臂42的两相对内侧面的垂直距精密地相符。如图6所示，标明轴46的中心线是56偏心圆柱段的轴线是58。

调正块60装于轴46的偏心圆柱段52上。另一个类似于支板38的循环式滚动支板62安装在调正块60的平面64上。平面64精确地与轴46的偏心圆柱段52的中心线平行。支板62用螺钉66固定在平面64上。滚动支承41跨过支板62上部平面横向伸展，形成了一个平直的支承面，该面精确地平行于轴46的轴线，而且适于与两导轨14的倾斜导向面18配合。支板62和调正块60的长度比轴46偏心圆柱段52的长度略短一点。

如果要求的话，可在侧板28上加工螺纹孔63，螺纹孔63加工于希望能安装污物防护屏的地方，用螺钉65固定。

支承体24的上述每一个另件的设计和结构能容易机械加工，容易装配，且精度很高。各另件的关键面可磨成平的，不难达到很高的精度。同样地，各孔可加工成所需要的尺寸和精确地定位。因此，当另件装配到支承体24上时，在关键地方的尺寸公差要求容易实现。

将理解，两侧板28固定在上支座26两端面之前，支村62的组件和调正块60先装在轴46上，轴的两端穿过孔44。将销钉67装在每一块侧板28上，并且延伸到调正块60的两侧面，这样在轴46的偏心圆柱段52上把调正块60和支板62限制到在相反方向上可旋转的程度。在轴46的偏心圆柱段52上一个径向延伸的销钉68穿过调正块的切口部分70。如图6所示，凸肩72确定了切口部分78的弧形相对的端头，靠销钉68连接，限制轴46在支承体24中可旋转的程度。

将理解，四个支承体24按图1所表示的方式安装在溜板20上之后，轴46能在相反方向上旋转，朝着和离开导轨倾斜面18移动每一支承体24上的支承板62。基于这样一个目的，为了使轴同扭矩扳手上的改锥头啮合最好在每一根轴46的相反两端面上铣一个槽，如图中74所示。凭着每一根轴46的偏心圆柱段，当在一个方向上旋转轴的时候，每一支承板62将从轴46的轴线移开，朝着啮合的导轨倾斜面18移动;当在相反方向上旋转轴的时候，支板62将从导轨倾斜面18退回或移开，并朝着轴46的轴线移动。以这样一种方式独立地移动支承板62的能力具有双重作用，它能够在支承组件上加一个所要求的预载：而且也能够使溜板20的纵向中心线相对于导轨14精确地校准。例如，在溜板20一边的支承体24上的轴46旋转使支承板从相结合的导轨倾斜面18退回;而相反一边的支承体24上的轴旋转，驱使支承板对着另一导轨倾斜面18移动，就会使整个溜板在两个导轨的横向方向上移动。另一方面，如果溜板一边上的支承体两根轴46在相反方向上旋转，而溜板相反一边上的支承体的轴也在相反方向上旋转，溜板20就可在两导轨的水平面上轻微旋转。虽然这一调正范围小，然而在标准组件中这一调正范围能够是极精密的，将使其可能校正机械加工误差。

关于加在支承组件和导轨的预加载的大小，限定轴46的旋转运动和它在调正块60的布局是非常重要的。在图6所示的布局中销钉68的两指示位置的支柱72角向相隔约90°，销定68固定在轴的偏心圆柱段52上。如图6所示，当它处于圆弧行程中间位置时，使轴46的轴线56和偏心圆柱段52的轴线58处在一个平面上，该平面通常与支承板62中的滚动支承面所构成的平面平行。当把销钉和轴46相对于支柱72安装成如图6所示的样子时，就可阻止轴旋转到这样一个位置，在该位置上轴线56，58处在一个平面上，这个平面与支板62的滚动支承确定的支承平面垂直。防止轴旋转到接近于这个“死心”位置是重要的，以便防止加在轴上比较小的扭矩产生过大的力的可能性，这样就避免了偶然破坏支承和导轨两者或两者之一的可能性。

以这样一种方式限定转46旋转到图6所示的程度，发现支承接触了一个导轨之后，预加载力几乎随作用在轴上的扭矩成正比变化。这样一来，如果对于一个具体的轴和支承组件，例如这一比例是14比1，那么操作者知道，轴上50磅的扭矩将在支承组件上产生约700磅的预加载力。

在一个或另一个方向上将每一根轴旋转到获得所要求的预加载的程度，并使溜板在导轨上得到了适当校准之后，可用紧固螺母78在侧板28下支臂42的外侧面将轴锁紧在它们的调正位置上，下支臂侧面与螺母之间放锁紧垫圈80。象前面所指出的那样，调正块60和支承板62的装配长度比轴46的偏心圆柱段52略短一些。同样地，偏心圆柱段52的长度与侧板28内侧面之间的距离精确地一致因此，用紧固螺母28产生的侧板28下支臂42的最小偏移，就足以坚固地把相对轴肩53夹紧在下支臂42的内侧面，这样就把轴锁紧在抵抗旋转的位置上。然而，即使轴46锁紧在抵抗旋转的位置上，仍允许调正块60的组件和支承板62在支承体24中最低限度地轻微转动。这是目前这项发明的一个重要特点，因为它能使支承板62相对于导轨倾斜面18进行自身校准。因此，如果一个过大的横向或侧向力作用到溜板20上（一个足以弯曲或偏移支承体下支臂42的力），那么即使轴锁紧在反抗旋转的位置上，支承板62仍能在轴46的偏心圆柱段52上轻微旋转，以便使支承保持在同导轨倾斜面18平面配合状态。假如支承板62相对于轴46不能旋转，作用在溜板20上过大的侧向或横向力能导致仅支承体的一边同导轨倾斜面18配合，因而产生过大的局部应力，造成支承件和导轨两者或两者之一损坏。

在图7至图10上所表示的改进的支承组件，安装的支承体80加工成一件，而不是如图1至图6所示的三件，它包括一个基体法兰82。为了调节将组件安装到一个溜板上的螺钉，基体法兰82具有通孔84。支承体80包括一对彼此相隔一定距离的下支臂86，下支臂的上部用一个横向腹板互相连接。为了调节一个支承组件92，一般采用一个矩形孔90构成支承体80的基体法兰82，该支承组件92包括一个滚动导轨支承块94，用合适的螺钉（未画出）把它固定在调正块96上。如图9和图10所示，为在一个圆柱套筒98上旋转，调正块96是轴颈配合的。而套筒98本身又偏心地不旋转地装在轴100上。为了不旋转地把套筒98装在轴100上，虽然可以采用任一合适的方法，但是实现这个连接的一个简单方法归结为在轴100上沿长度方向加工一个平面102和在套筒98上机械加工一个孔，使孔的形状与轴102的横截面相一致。在图9上标明套筒98上的孔为104。轴100支承在基体82精确校准的孔106中。孔106的轴线精确地平行于基体82的顶部安装面108。轴100是精密磨光的螺栓，一端车成螺纹，如图中110所示，另一端是一个放大的非圆端头112。在螺栓体邻接端头112处安装了一个弹簧垫圈114，靠一个孔非旋转地保持在那里，孔的形状与大小和轴100在此处横截面相适应。弹簧垫圈有一个弧形缺口116，绕它的圆柱表面的张角约90°缺口116相反的端面靠止推销钉118限制轴100旋转。基于同样的目的，如图6所示的具体结构上的弧形缺口70中的销钉68的设置一样，这个销钉和缺口的结构防止轴100和轴上的偏心安装的套筒98接近死心位置，靠端头112同转动工具啮合，当轴106在相反方向上从图8、9和10所示的位置旋转时，支承块94垂直地向着和离开轴的轴线移动。

在支承体80下支臂86的下部安装了另一个支承组件92，它与上述的支承组件一样，包括一个轴100，一个偏心安装在轴上的圆柱套筒98，一个与套筒98颈配合的调正块96，一个滚动导轨支承块94，它固定在调正块96上。下面的轴100被支承在彼此相隔一定距离的靠近下支臂86底部的校准的孔120中。象前面所述的具体结构一样，止推销钉122安装在其中一个下支臂86上，来限定支承组件92的旋转。在所有方向，与前面所述的支承组件一样，下面支承组件的调正是非常重要的。即使调正上部支承组件也将理解，溜板的一端或两端相对于溜板的另一端或溜板的另一边可以升高和降低。在上部支承组件调正到所要求的位置以后，在具有螺纹的轴的端头可拧紧螺母124，保持这一位置不变。而后参照图1至图6，按前述的方式再将下面的支承组件92进行调正，使其相对于导轨达到所要求的预加载，这时将下面轴上的螺母124拧紧，就将与其有关的支承组件保持在锁闭位置上。

可观察出，在基体82上的孔90上互相对置的平面和下支臂86下部互相对置的平面用凸台126来构成。凸台126的平面精确地与轴100的轴线垂直，而且两平面126相隔一个精确的距离。同样也将理解，圆柱形套筒98在长度上加工到所要求的尺寸，使其在凸台126之间的配合是紧配合，而调正块96和支承块94的长度比套筒98稍短点，使支承块94在套筒98上自由旋转。当螺母124在轴100的端头螺纹处拧紧时，支承体的邻接部分能偏移到足以将套筒98锁紧在它们的调正后的位置上。

支承基体82的设计能使凸台进行精密机械加工，达到所要求的尺寸。因此，就象图1至图6所指明的上述具体结构那样，图7至图10所示的具体结构中各另件的关键表面同样能够毫无困难地机械加工到很精确的尺寸。同样，也能把所需要的孔加工成所要求的尺寸，在支承组件的各另件上很精确地定位。

虽然已表示和说明了支承组件同燕尾式导轨的啮合，但是也很容易理解，稍微做些显而易见的改进，这项发明的支承组件也能够用在采用矩形导轨的机床溜板上。在矩形导轨的情况下，将每一支承体24，80设计成能支承一组或者二组支承块，每一组支承块相对配置，以便提供两个平行的相隔一定距离的平直支承表面。为了在轴46，100的偏心部分上旋转，类似地支承每组中的一个或两个支承块。当在同样的支承体上采用两组支承块时，四个支承块垂直地与矩形导轨的全部四个导向面啮合。

Claims (23)

1、为了在机床上沿导轨作直线运动而安装一个机床溜板的支承组件，其特征是每一个导轨至少具有一对平直的导向面，支承组件有一支承体，支承体有一个适于安装在溜板上的上支座，第一个减磨支承板组件装在上支座上，支承板组件有一个平直的支承表面，它适合同导轨的一个导向面啮合，支承体的相对两端有一对下支臂，下支臂有一对轴向校准的孔，孔的轴线精确地与支承板组件的支承表面平行且又偏心，一个可旋转的轴支承在校准的孔中，轴有一个圆柱段，它可旋转地固定在两下支臂之间，该圆柱段与孔的轴线偏心，一个调正块可旋转地支承在轴的偏心圆柱段上，第二个减磨支承板组件牢固地固定在调正块上，该支承板组件也确定了一个平直的支承表面，该表面也精确地与孔的轴线平行，而且适合于同导轨的另一个导方面啮合，以这样一种方式在相反方向上旋转轴，使第二个支承板组件缩回和伸展，从而使其支承面向着和离开孔的轴线移动，在这样一个支承组件中也包括将轴锁紧在调正位置的装置，因此，当支承体安装在溜板上且在导轨上把它放置在适当位置上时，使导轨的一个导向面同第一个支承板组件的支承表面啮合，适当旋转轴，将第二个支承板组件支承表面移动到使其与另一个导轨导向面啮合的位置，而后将其锁紧，保持支承表面同导轨导向面啮合状态。

2、如权利要求1所要求的一个支承组件包括防止轴在相反方向上通过一个角度旋转，在这里偏心圆柱段的轴线与轴处在一个平面上，通常该平面与第二个支承板组件的支承表面垂直。

3、如权利要求1所要求的一个支承组件包括限制轴在相反方向上在完全伸展位置和完全收缩位置之间旋转的装置，限制装置是这样布局的，防止轴转过一个角度，在这里偏心圆柱段的轴线与轴处在一个平面上，通常该平面与第三个支承板组件的支承表面垂直。

4、如权利要求3所要求的一个支承组件，其中所说的限制装置是如此安排的，当轴旋转到它完全伸展和完全收缩位置之间的中间外时，偏心圆柱段的轴线与轴处在一个平面上，通常该平面与第二个支承板组件的支承平面平行。

5、如权利要求4所要求的一个支承组件，把轴从上述的中间位置在相对两侧可转动约45°角。

6、如权利要求1所要求的一个支承组件，其中导轨的导向面之间有一个锐角的夹角，而且还包括限制上述的调正块在相反方向上相对于支承体经过比较小的范围旋转的方法，这样使第二个支承板组件的支承表面按规定地与第一个支承板组件支承表面以一个锐角相互倾斜，通常该锐角与上述的锐角的夹角一致。

7、如权利要求1所要求的一个支承组件，其中上述的偏心圆柱段的长度与下支臂两相对内侧面之间的距离精确地一致，所述的锁紧装置由在偏心段相对两端夹紧下支臂的用具组成。

8、如权利要求7所要求的一个支承组件，其中在轴的两端车螺纹，夹紧装置包括轴端螺母，它适合于在邻接的下支臂外侧面拧紧。

9、如权利要求8所要求的一个支承组件，为了同一个转动工具啮合，其中轴的端头加工成一定形式。

10、如权利要求1所要求的一支承组件，其中上支座通常是矩形的，用螺钉将两下支臂刚性地固定于它的相对两端面，上支座具有一个矩形槽，该槽延伸于两端之间，把支承板固定在矩形槽中。

11、如权利要求1所要求的一个支承组件，这里构成一个支承体，支承体由上支座和下支臂组合成一体。

12、如权利要求11所要求的一个支承组件，其中从所述的轴分离出来一部分而加工成偏心的圆柱段，连同一个孔，轴可穿过孔***，为了可旋转地将偏心圆柱段定位于轴上，还包括了轴和圆柱段内连的方法。

13、如权利要求12所要求的一个支承组件，其中轴的两端车成螺纹，用来安放螺母。当拧紧螺母时，螺母就夹紧了圆柱段相反两头相对配置的两下支臂内侧面。

14、如权利要求1所要求的支承组件，提供的上支座带有一对彼此相隔一定距离的侧板。该侧板具有轴向校准的孔，它的轴线精确地与第一个提到的孔的轴线平行，第二根轴可旋转地支承在最后提到的孔中，而且轴具有偏心圆柱段，它可旋转地装配于上述侧板相对内侧面之间。最后提到的圆柱段与最后提到的轴的轴线是偏心的。一个调正块可旋转地支承在最后提到的轴的偏心圆柱段上。第一个提到的支承板组件安装在第二个提到的调正块上，旋转第二个提到的轴，可将支承板组件向着和离开第二个提到的轴线调正，也包括了把最后提到的轴锁紧在一个旋转调正位置的装置。

15、如权利要求14所要求的一个支承组件中，具有一定间距的部分构成了一个开口槽，开口槽贯穿上支座。

16、如权利要求15所要求的一个支承组件中，下支臂自由端面之间确定了一个开口，开口按一定的方向配置。一个工具可通过第一个开口通常在垂直于上支座的方向上伸进。而类似的一个工具通过第二个开口通过在垂直于第一个工具的运动方向伸进，加工下支臂绕一对校准孔的相对面。

17、为了在机床上沿平行的彼此相隔一定距离的导轨作直线运动，安装机床溜板的支承组件。每一个导轨有一对彼此隔开的平直的导向面。支承组件包括一个适合于牢固地安装在溜板上的支承体。一对彼此相隔的滚动减磨支承板安装在支承体上。支承板组件以这样一种方式安装，它构成了平直的适于啮合的支承表面。一个支承组件在导轨上同每一导向面啮合。支承体上有一对彼此相隔一定距离的轴向校准的孔，孔的轴线沿长度方向延伸，且精确地与溜板的运动路线平行，一根可旋转的轴支承在孔中。轴具有两个圆柱段，分别不旋转地安装在下支臂两孔中。一个调正块可旋转地支承在轴的偏心圆柱段上。一个支承板组件安装在调正块上，而且它可随轴在相反方向上旋转，使其向着和离开孔的轴线而移动。该支承组件也包括把轴锁紧在可旋转的调正位置的装置。

18、综合起来，一台机床具有一对平行的导轨，每一个导轨有一对平直的导向面，使溜板沿导轨运动。两对纵向彼此相隔一定距离的支承组件相对地把它固定在溜板上。每一个支承组件由一个支承体组成，它有一个上支座，上支座刚性地连接到溜板上。每一个上支座有一个装在它上面的第一个支承板组件，每一支承板组件的设置，确定了一个平直的支承表面，以平面与导轨的一个导向面啮合。上支座的相反两端有一对侧板，侧板沿导轨纵向彼此相隔一定距离。在每一支承组件上侧板的下支臂有一对轴向校准的孔，孔的轴线精确地平行于导轨的其他导向面，颈配合在孔中的轴，轴上有一个可旋转装配在那里的偏心圆柱段，它沿轴向伸展于两侧板内侧面之间。调正块可旋转地支承在每一根轴的偏心圆柱段上。第二个支承板组件的布局也确定了一个平直的支承表面，它适于同两导轨的另一个导向面啮合。每一根轴在相反方向上的旋转方式是使得与其有关的支承面向着和离开轴的轴线缩回和伸展，因而就移动支承表面向里和脱离平面支承同每一个导轨另一个导向面的接触，该支承组件还包括在一个可旋转的位置上锁紧每一根轴的装置。

19、权利要求18的另件组合装配后，在每一个导轨上第一个提到的导向面与溜板运动平面平行。

20、权利要求18中的另件组合装配后，溜板一边的支承组件同溜板另一边的支承组件横向对齐。

21、权利要求20中的另件组合装配后，下一步在每一支承组件上的轴根据其他支承组件的轴独立地转动调正。

22、权利要求18中的另件组合装配后，这里的导轨是燕尾式的，每一个导轨具有两个导向面，导向面之间以一个锐角相互倾斜。

23、权利要求18中的另件组合装配后，其中上支座带有一对彼此相隔一定距离的侧板，两侧板的下支臂有轴向校准的孔，它的轴线与第一个提到的孔的轴线精确地平行，第二个轴可旋转地支承在最后提到的孔中。轴有一个偏心圆柱段，它可旋转地固定在相对两侧板绕孔的内侧面之间。最后提到的圆柱段与最后提到的轴偏心。调正块可旋转地支承在最后提到的轴的偏心圆柱段上。第一个提到的支承板组件被装在第二个提到的调正块上。旋转第二个提到的轴，使支承板组件向着和离开第二个提到的轴调正。该支承组件还包括把最后提到的轴锁紧在一个可旋转的调正位置的装置与手段。

Images