一种双边进给式卧式工作台的制作方法

本技术涉及铣床加工，更具体地说，涉及一种双边进给式卧式工作台。

背景技术：

1、在卧式镗铣床等装备中，卧式工作台的进给驱动方式直接影响机床的加工精度与稳定性。目前，行业内的规范流程普遍采用单侧电机通过联轴器驱动单根滚珠丝杠副的布局；这种单边驱动结构虽简单，但驱动力作用于工作台一侧，必然产生附加的横摆力矩；在长行程、高负载或高速工况下，该力矩会导致导轨与丝杠产生偏磨，并引发扭转变形和定位振动，严重影响精度保持性。

2、为改善此问题，业界提出了双侧双伺服电机电子同步驱动的方案，该方案通过两套独立的伺服驱动系统，并借助光栅尺全闭环反馈和复杂控制算法来维持同步。然而，这种方式存在根本性缺陷：系统成本高昂、电气调试复杂、易受电磁干扰，且在突加偏载冲击时，电子伺服有限的响应带宽无法完全杜绝失步和振荡风险。更为关键的是，上述两种方案均不具备机械本体的自适应载荷分配能力，无法从机构层面解决偏载导致的导轨受力不均问题。

3、鉴于此，提出一种双边进给式卧式工作台。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种双边进给式卧式工作台，为解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种双边进给式卧式工作台，包括床身底座、工作台主体、导向机构以及进给驱动系统；

3、所述导向机构包括分别固设于所述床身底座两侧且平行延伸的第一导轨和第二导轨，所述工作台主体的底部两侧分别与所述第一导轨和所述第二导轨滑动配合；

4、所述进给驱动系统包括伺服电机、t型换向器、平行布置的两个传动轴、两个差动联动弹性同步器、两个滚珠丝杠以及与所述滚珠丝杠螺纹适配的螺母座；

5、所述伺服电机经减速机与所述t型换向器的输入端驱动连接；

6、所述t型换向器的两个输出端分别与两个所述传动轴的一端同轴固定连接；

7、两个所述传动轴的另一端分别与两个所述差动联动弹性同步器的输入端同轴固定连接；

8、两个所述差动联动弹性同步器的输出端分别与两个所述滚珠丝杠的轴端同轴固定连接；

9、所述差动联动弹性同步器包括壳体以及设于所述壳体内部的行星差动轮系和弹性平衡组件；

10、所述行星差动轮系包括输入齿圈、输出太阳轮、双联行星轮以及行星架，所述输入齿圈构成所述输入端并与对应的所述传动轴同轴固定，所述输出太阳轮构成所述输出端并与对应的所述滚珠丝杠同轴固定，所述行星架可转动地支承于所述壳体内；

11、所述弹性平衡组件包括固设于所述行星架上的端面凸轮、固设于所述壳体上的弹簧座、以及压缩设置于所述弹簧座与所述端面凸轮之间的弹性元件组，所述弹性元件组配置为向所述端面凸轮施加轴向偏压力，以迫使所述行星架在自由状态下保持在角度零位；

12、当两个所述滚珠丝杠的负载产生差异时，对应的所述差动联动弹性同步器的所述行星架能够克服所述弹性元件组的偏压力而转动，通过所述行星差动轮系的吸收与补偿，实现两侧所述滚珠丝杠的扭矩平衡与同步误差的动态修正。

13、根据上述技术方案，所述弹性元件组为成对配置的高刚度碟形弹簧组，并通过滚子从动件与所述端面凸轮的曲面保持接触，以将所述碟形弹簧组的轴向弹性力转化为对所述行星架的周向复位力矩。

14、根据上述技术方案，所述端面凸轮与所述壳体之间还设有粘性阻尼腔，所述粘性阻尼腔内填充有阻尼介质，用于吸收所述端面凸轮偏移过程中的振动能量。

15、根据上述技术方案，所述行星架的转动路径上还设置有固设于所述壳体的限位销，用于限制所述行星架的最大弹性扭转角。

16、根据上述技术方案，所述限位销包括与所述壳体螺纹连接的螺纹调节轴杆以及通过弹性件可滑动地设置于所述螺纹调节轴杆内的顶杆，所述顶杆在所述弹性件作用下与所述行星架弹性抵接，用于为处于转动状态的所述行星架提供辅助弹性复位约束，并缓冲所述行星架对所述限位销的冲击。

17、根据上述技术方案，所述t型换向器为螺旋锥齿轮换向器，其内部锥齿轮副以刚性啮合方式将所述伺服电机的输入扭矩等速且同向地分配至两个平行设置的所述传动轴。

18、根据上述技术方案，所述螺母座为双螺母结构，当所述滚珠丝杠与所述螺母座之间产生磨损间隙时，双螺母结构的螺母座被配置为自动贴紧所述滚珠丝杠的螺纹牙面，以实现对所述滚珠丝杠螺纹槽两侧面的对称预紧。

19、根据上述技术方案，该卧式工作台还包括丝杠热伸长联动补偿机构，所述丝杠热伸长联动补偿机构将位于右侧的所述滚珠丝杠的末端轴承座构造为能够沿轴向滑动的浮动轴承座，并通过一个机械补偿杠杆将位于左侧的所述滚珠丝杠的固定轴承座与所述浮动轴承座耦合连接。

20、根据上述技术方案，所述机械补偿杠杆的支点设置于其中部，用于在左右两侧的所述滚珠丝杠产生不等量热伸长时，按预设比例将位移差传递至所述浮动轴承座，以驱动所述浮动轴承座轴向滑动，从而维持两侧所述滚珠丝杠的预拉伸状态及两个所述螺母座的相对位置恒定。

21、根据上述技术方案，所述床身底座与所述工作台主体之间还可拆卸地连接有伸缩式防护罩，所述伸缩式防护罩用于遮盖所述导向机构和所述进给驱动系统。

22、采用上述技术方案：与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

23、1.本技术通过在进给驱动系统中设置了两个差动联动弹性同步器，每个同步器由行星差动轮系和弹性平衡组件构成，实现了两侧滚珠丝杠之间纯机械式的扭矩平衡与同步误差动态修正；具体而言，当两个滚珠丝杠的负载产生差异时，负载较大一侧的输出太阳轮转速相对于输入齿圈产生滞后趋势，双联行星轮的自转运动带动行星架克服弹性元件组的偏压力而转动；行星架的转动使固设于其上的端面凸轮相对于滚子从动件转动，滚子沿端面凸轮曲面从波谷向波峰爬升，成对配置的高刚度碟形弹簧组被进一步压缩，产生更大的复位力矩；该复位力矩通过行星架作用于双联行星轮，对输出太阳轮施加附加驱动力矩，补偿该侧滚珠丝杠的负载增量；与此同时，负载较小一侧的同步器产生相反方向的转动，碟形弹簧组释放部分弹性力，减小对该侧输出太阳轮的驱动力矩；通过两侧同步器的协同作用，实现了两个滚珠丝杠之间扭矩的自动平衡分配；当偏载消除后，碟形弹簧组的弹性力驱动端面凸轮带动行星架回到角度零位，系统自动复位，不仅实现了双侧驱动的机械同步，更在于其全被动、零延迟、免维护的自适应特性，使得整个动态修正过程完全依靠机械结构自主完成，无需电气控制系统参与，响应速度远优于电子伺服方案，且不受电磁干扰影响。

24、2.本技术通过丝杠热伸长联动补偿机构的设计，该机构将右侧滚珠丝杠的末端轴承座构造为能够沿轴向滑动的浮动轴承座，并通过一个机械补偿杠杆将左侧滚珠丝杠的固定轴承座与浮动轴承座耦合连接；机械补偿杠杆的支点设置于其中部，用于在左右两侧滚珠丝杠产生不等量热伸长时，按预设比例将位移差传递至浮动轴承座，驱动其轴向滑动，从而维持两侧滚珠丝杠的预拉伸状态及两个螺母座的相对位置恒定，实现了两侧丝杠热伸长的联动补偿，使浮动轴承座的滑动量恰好等于两侧滚珠丝杠热伸长量的差值，实现精准的比例补偿；并可维持两侧滚珠丝杠的预拉伸状态，避免因热伸长导致丝杠预紧力松弛或过大。