简易实用的滚珠丝杠支撑装置

　　1.问题分析
　　在工作台移动式龙门铣床中，工作台的驱动方式分滚珠丝杠驱动和齿轮齿条驱动两种方式，而在滚珠丝杠驱动方式中，工作台移动行程较短的因丝杠弯曲和挠度变形微小，一般不采用辅助支撑结构。工作台移动行程较长的一般采用液压式支撑方式或不采用支撑，液压式支撑结构比较复杂，稳定性好，但维修不方便。不支撑会引起滚珠丝杠弯曲和挠度变形，降低机床的稳定性和进给轴的移动精度。
　　在立柱固定工作台移动式龙门铣床中，工作台移动由伺服电动机通过滚珠丝杠驱动，滚珠丝杠两端由轴承座支撑。但当工作台行程较大时，由于丝杠太长，中间悬空部分就会因自重而引起丝杠挠度变形，使滚珠丝杠中间部分产生向下的弯曲，因此会影响工作台移动的稳定性，从而引起进给轴移动精度的误差，以致于对工件的加工精度产生误差，也会影响整机动态运行的平稳性。
　　因此，为了弥补机床加工精度的损失，通过在丝杠中间部位增加弹性丝杠辅助支撑装置，减少或消除丝杠的弯曲和挠度变形，从而减小了工作台移动的定位精度误差和对工件加工精度的影响，增加了运动部件的平稳性和安全性。
　　2.结构概述及工作原理
　　可以设计一种减小长丝杠引起的弯曲和挠度变形，增加工作台运动平稳性的装置，本装置就是基于螺旋弹簧动态弹性变形来实现。根据工作台重量和行程，计算出需要的丝杠直径和长度，从而计算出丝杠的挠度变形和弯曲位移量，再根据弯曲量和挠度变形计算出弹簧的刚度和变形量。按照如图1所示的丝杠支撑结构，实现减小或消除丝杠引起的挠度变形和弯曲，降低丝杠弯曲产生的振动。 　　如图1所示，工作台3通过由伺服电动机6驱动滚珠丝杠4实现前后移动，滚珠丝杠4左端通过左轴承座1固定在床身2上，滚珠丝杠4右端通过右轴承座5固定在床身2上，支撑装置位于丝杠中间部位，根据丝杠的长度，可适当增加几处支撑点。
　　如图2所示，滚轮2左右两边对称的分别安装在支撑杆3上，滚轮2左右两边支撑滚珠丝杠1。 　　如图3是支撑装置工作原理图，当工作台1向右移动到丝杠支撑部位时，固定在工作台1上的上斜板3会压下下斜板7，下斜板7会带动滚轮5、支撑杆8同步向下移动，螺旋弹簧9被压缩，两侧的支撑轮5与滚珠丝杠4脱离。当工作台1移动出支撑部位时，上斜板2与下斜板7脱开，被压缩螺旋弹簧9张开，从而带动支撑杆8和滚轮5同步上升，两侧的支撑轮5与滚珠丝杠4重新接触，进行弹性支撑。反之亦然，通过螺旋弹簧的弹性变形来减少滚珠丝杠的弯曲和挠度变形，从而使得工作台的移动更加平稳、安全、可靠。