專利名稱：橫梁導軌卸荷裝置的制作方法
橫梁導軌卸荷裝置所屬領域本發明涉及一種橫梁導軌卸荷裝置，特別適用于帶有垂直刀架的各類單柱、雙柱 立式機床以及類似立式機床布局的機器上使用。
背景技術：
在精密機床中，精密導軌是機床各主要部件相對位置和運動的基準，導軌的精度 會直接影響加工零件的形位精度。對于大型、重型精密機床，由于導軌行程大，橫梁導軌的 自重變形和在橫梁導軌上運動的垂直刀架等部件重量直接影響了導軌的運動精度，為了提 高大型超精密機床的導軌精度，常采用機床橫梁導軌卸荷裝置對精密機床橫梁導軌部件進 行卸荷，從而減輕導軌的運動負荷，提高導軌的直線度精度。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術中存在的問題和不足，通過在機床橫梁導軌上安裝 卸荷梁和機床導軌卸荷裝置，減小導軌負荷對導軌直線度的影響，達到了提高加工精度的 目的。本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置，主要由卸荷梁和卸荷裝置構成。其構成關系為 在機床橫梁導軌上安裝卸荷梁，通過支點把卸荷梁固定在橫梁體上；卸荷裝置由卸荷輪及 卸荷輪平衡機構組成，且均安裝在刀架滑座內，當刀架滑座在橫梁上移動時，卸荷輪隨著刀 架滑座在卸荷梁上移動，刀架滑座的重力通過卸荷輪傳遞到卸荷梁上。所說的卸荷裝置的 構成為，卸荷輪安置在偏心軸上，偏心軸安置在滑座體上，在偏心軸的兩側均設置有軸承； 在偏心軸上偏心地設置有一個小軸，該小軸與卸荷輪平衡機構軸相接觸；所說的卸荷輪平 衡機構軸安置在支座中，支座固裝在滑座體上，其支座中安置有彈簧，在支座的端部及彈簧 的上部，設置有彈簧和卸荷輪平衡機構軸的封堵和調節裝置；卸荷輪平衡機構軸的下部置 于輪軸上的小軸上。在機床橫梁上安裝本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置，使得本應施加在橫梁上的刀 架重量，通過卸荷裝置和卸荷輪傳遞到卸荷梁上，其效果主要表現在以下兩方面(1)由于對刀架滑座重量的卸荷，橫梁所承載的負載大大減小，從而使刀架滑座在 橫梁上移動的直線性及移動時對工作臺面平行性大大提高，機床的位置精度也隨之提高。(2)由于對刀架滑座重量的卸荷，刀架滑座導軌的承載大大減小，從而提高了刀架 滑座導軌及橫梁導軌的使用壽命。


圖1為橫梁導軌卸荷裝置與橫梁之間的關系示意圖；圖2為本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置結構圖；圖3為卸荷裝置的兩種工作狀態圖；圖4為封堵裝置和調節裝置另外的實施方式；
圖5為無橫梁導軌卸荷系統橫梁變形示意圖。
具體實施例方式下面以將本發明應用于立式機床上為例，對本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置的結 構作進一步的說明。圖1為橫梁導軌卸荷裝置與橫梁之間的關系示意圖。在該圖中顯示了本發明所說 的橫梁導軌卸荷裝置是附加在橫梁上的一個輔助部件。即卸荷梁1通過支點4固定在橫梁 2上，卸荷裝置5中的卸荷輪3置于卸荷梁1上，與橫梁導軌上的刀架滑座體相連接的卸荷 裝置5沿著以橫梁2為基準的軌跡運動。圖2為本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置結構圖，卸荷裝置5由卸荷輪3及卸荷輪 平衡機構組成。所說的卸荷裝置的構成為，卸荷輪3安置在偏心軸6上，卸荷輪3與偏心軸 6之間可以安裝軸承7，偏心軸6安置在滑座體8上，在卸荷輪3的兩側，偏心軸6與滑座體 8之間設置有軸承7’、7” ；在其偏心軸6的一端設置有防止軸承7脫落的固定裝置9，所說 的固定裝置9可以采用墊片及螺母給予緊固；在偏心軸6的另一端上偏心地設置有一個小 軸11，該小軸11與卸荷輪平衡機構軸12相接觸。為了保證小軸11在支撐卸荷輪平衡機構軸12時具有足夠的強度，同時能對卸荷 輪平衡機構軸12的運動范圍進行限定，在所說的偏心軸6上設置有槽口 18，小軸11穿過槽 口 18安置在偏心軸6上，卸荷輪平衡機構軸12經過槽口 18與小軸11相吻合接觸。還應該說明的是，當在卸荷重量不是很大的情況下，利用本發明所說的卸荷裝置， 也可以不設計成所說的偏心軸6或不設計所說的槽口 18，而直接將小軸11偏心地安置在偏 心軸上。因此，本實施方案中的設計并不代表僅具有唯一的實施結構，利用本發明中所說的 相關原理而產生的同族或相似的結構設計，均為本發明的保護范圍之列。本發明所說的卸荷輪平衡機構軸12安置在支座14中，支座14固裝在滑座體8上， 支座14中安置有彈簧15，在支座14的端部及彈簧15的上部，設置有彈簧15和卸荷輪平 衡機構軸14的封堵裝置16和調節裝置17 ；卸荷輪平衡機構軸12的下部置于偏心小軸11 上。如圖3所示，在所說的卸荷輪平衡機構軸12的下部，設置有與小軸11外圓相吻合的結 合形狀。所說的封堵裝置16既可以是一個整體(如圖4所示)，也可以是由上下兩部分共 同構成(如圖2和圖3所示)。其封堵裝置的作用主要是固定或限制彈簧15及卸荷輪平衡 機構軸12的位置；當采用上下兩部分結構方式時，其上下兩部分的接觸面可以是互為球面 墊的結構，這具有更好的安裝、定位和工作性能。所說的調節裝置17安置在封堵裝置16外，起到對封堵裝置16進行調節的作用， 進而通過封堵裝置16對彈簧15和卸荷軸平衡機構軸12進行調節；其調節裝置17既可以采 用一級調節，也可以是采用兩級調節或多級調節的方式構成。當為一級調節的結構時(如 圖4所示)，其調節裝置17直接與封堵裝置16相接觸，通過調整調節裝置17的高低位置， 改變對彈簧15的壓力；當為兩級調節的結構時(如圖2和圖3所示)，其在調節裝置17的 上(可為中間)還設置有一個與封堵裝置16相接觸的調節部件13，通過調整調節部件13， 可以更細微地改變彈簧15的壓力；所說的調節部件可以是調節螺釘。在調整裝置17上還 可以設置調節部件13的固定器10。
本發明所說的彈簧15是既可以是鋼絲彈簧，也可以是蝶形彈簧。圖5為無橫梁導軌卸荷裝置系統的傳統結構示意圖，由于無該卸荷系統，故當刀 架滑座在橫梁上移動時，橫梁由于自身重量和刀架滑座重量而產生變形Y，從而導致機床在 加工工件過程中精度不高，同時也影響橫梁導軌和刀架滑座導軌的使用壽命。本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置系統卸荷梁的結構形式(1)卸荷輪接觸的卸荷梁平面為直線；(2)卸荷輪接觸的卸荷梁平面為凸形線，這種凸形線可以是根據變形量來設計的， 當卸荷輪移動到橫梁中心時，卸荷輪的接觸表面應是直線。本發明所說的橫梁導軌卸荷裝置卸荷輪工作原理簡述為由于卸荷輪置于卸荷梁 上，故其卸荷裝置和刀架滑座的重量主要承載在卸荷梁上，而機床的橫梁則主要只起到導 軌的作用，并不承載較大的負荷。當刀架和卸荷裝置在卸荷梁上移動時，卸荷梁會發生變 形，卸荷輪也隨卸荷梁的變形而產生上下的位移，此時由于卸荷裝置中的彈簧通過卸荷輪 平衡機構軸施壓于小軸之上，而小軸和偏心軸相對輪軸中心具有一定的偏心力矩，則導致 安裝卸荷輪的輪軸自動發生偏轉，使得卸荷輪自行調節其上下位移的距離，始終與卸荷梁 緊密接觸，從而將刀架滑座的重量施加在卸荷梁上，保證橫梁導軌不承載過重的負荷而發 生變形。卸荷梁接觸面為平面時卸荷輪在移動過程中有一變動范圍Ah，在Ah變化范圍 內，彈簧的壓力是不斷變化的。本結構保證了當彈簧的壓力變化時卸荷力基本上是不變的。當橫梁導軌上是一個單刀架滑座在移動時，如果卸荷梁的變形量< 卸荷輪變動范 圍Δ h，則卸荷輪與卸荷梁的接觸面可選擇平面或凸面。當卸荷梁的變形量>卸荷輪變動范 圍Δ h，則卸荷輪與卸荷梁的接觸面應選擇凸面。當在橫梁導軌上設置有兩個刀架滑座時，本發明所說的卸荷梁的設計應為凸面， 卸荷梁的凸起量應等于一個刀架時卸荷梁的變形量，這就是說當一個刀架(比如說右刀 架)從右邊向橫梁中心移動時，卸荷梁的表面應由凸面變成平面，卸荷裝置中的彈簧應穩 定在初始位置。當另一個刀架(左刀架)從左邊向右邊移動靠近右刀架時，卸荷梁的接觸 面從一平面變為凹面，這時右刀架上的卸荷輪及碟簧的位置發生變化，此時右刀架上的卸 荷輪的卸荷力基本上是不變的。
權利要求
1.一種橫梁導軌卸荷裝置，由卸荷梁和卸荷裝置構成，其特征在于，卸荷梁通過支點 固定在橫梁體上，卸荷裝置由卸荷輪及卸荷輪平衡機構組成；所說的卸荷裝置的構成為，卸 荷輪安置在偏心軸上，偏心軸安置在滑座體上，在偏心軸的兩側設置有軸承；在偏心軸上偏 心地設置有一個小軸，該小軸與卸荷輪平衡機構軸相接觸；所說的卸荷輪平衡機構軸安置 在支座中，支座固裝在滑座體上，其支座中安置有彈簧，在支座的端部及彈簧的上部，設置 有彈簧和卸荷輪平衡機構軸的封堵裝置和調節裝置；卸荷輪平衡機構軸的下部置于偏心軸 上，卸荷輪與卸荷梁相接觸。
2.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，在所說的偏心軸上設置有 槽口，小軸穿過槽口安置在偏心軸上，卸荷輪平衡機構軸經過槽口與小軸相吻合接觸。
3.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的小軸偏心地安置在 偏心軸上。
4.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的彈簧是既可以是鋼 絲彈簧，也可以是蝶形彈簧。
5.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，在所說的卸荷輪平衡機構 軸的下部，設置有與小軸外圓相吻合的形狀。
6.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的封堵裝置既可以是 一個整體，也可以是由上下兩部分共同構成；當為上下兩部分結構時，其上下兩部分的接觸 面為互為球面墊的結構。
7.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的調節裝置安置在封 堵裝置外，當為一級調節時，其調節裝置直接與封堵裝置相接觸。
8.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的調節裝置安置在封 堵裝置外，當為兩級調節時，其在調節裝置的上設置有一個與封堵裝置相接觸的調節部件。
9.按照權利要求8所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的調節部件是調節螺釘。
10.按照權利要求1所說的橫梁導軌卸荷裝置，其特征在于，所說的卸荷輪與偏心軸之 間安裝有軸承。
全文摘要
本發明涉及一種適用于立式機床使用的橫梁導軌卸荷裝置，由卸荷梁和卸荷裝置構成。卸荷梁固定在橫梁體上，卸荷裝置由卸荷輪及卸荷輪平衡機構組成，卸荷輪安置在輪軸上，在偏心軸的兩側設置有軸承；在偏心軸的一端設置有小軸，該小軸與卸荷輪平衡機構軸相接觸；卸荷輪平衡機構軸安置在支座中，其支座與卸荷輪平衡機構軸之間安置有彈簧，在支座的端部設置有彈簧和卸荷輪平衡機構軸的封堵和調節裝置；卸荷輪平衡機構軸的下部置于偏心軸上的小軸上。本發明采用卸荷裝置中的卸荷輪通過在卸荷梁上滾動傳遞重量而起到卸荷的目的，可以大大減小橫梁承載負載，提高刀架滑座在橫梁上移動的直線性，提高刀架滑座導軌及橫梁導軌的使用壽命。
文檔編號B23Q1/01GK102126158SQ201010603050
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月22日 優先權日2010年12月22日
發明者張文橋, 桂林, 江明, 袁建飛, 趙明 申請人:武漢重型機床集團有限公司