直线进给机构及机床的制作方法

1.本实用新型属于数控机床领域，更具体地，涉及一种直线进给机构及机床。


背景技术：

2.滚珠丝杠是常用的传动元件，具有高效快速、高刚度、适应性强等优点，是数控机床的关键功能部件，在数控机床直线进给结构中被广泛的应用。
3.目前，基于滚珠丝杠设计的直线进给结构，大都采用丝杠旋转带动丝母完成进给过程的方式。当丝杠的行程较长时采用这种常规的滚珠丝杠结构，会由于丝杠自身重力大、弯曲变形大，使其旋转惯性力较大，导致振动严重，同时为了克服丝杠巨大惯性力所选驱动电机的功率也较大。另一方面，因丝杠与支撑轴承间摩擦大，导致丝杠高速旋转时温升严重，由此产生的热变形对机床精度会造成严重影响，从而导致传动副的工作精度低、设备刚性差、高速性能差、噪音大，严重影响数控机床的精度和稳定性。
4.因此期待研发一种直线进给机构及机床，有效提高传动的稳定性、整体结构的刚性及工作精度，降低噪音。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种结构稳定，运行可靠性高，能够适用于长行程的直线进给的直线进给机构及机床。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种直线进给机构，包括：
7.丝杠，所述丝杠固定在机架上；
8.驱动组件，所述驱动组件包括丝母和旋转轴套，所述丝母套设于所述丝杠且与所述丝杠通过螺纹连接，所述旋转轴套套设于所述丝母且与所述丝母固定连接；
9.固定轴套，所述固定轴套通过轴承套设于所述驱动组件上，所述固定轴套连接于移动部件；
10.通过所述旋转轴套带动所述丝母旋转，即可带动所述固定轴套沿所述丝杠移动，进而带动所述移动部件做直线运动。
11.可选地，所述丝母上设有润滑油孔；
12.在所述旋转轴套的侧壁中，沿周向设有润滑油通道，所述润滑油孔与所述润滑油通道连通；
13.在所述旋转轴套的外壁与所述固定轴套的内壁之间，间隔设置一对油封，所述一对油封相向设置，以在所述旋转轴套的外壁、所述固定轴套的内壁及所述一对油封之间形成环形的润滑油槽；
14.在所述旋转轴套的外壁上，沿周向设有多个进油孔，所述多个进油孔的一端连通于所述润滑油槽，另一端连通于所述润滑油通道；
15.所述固定轴套上设有加油孔，所述加油孔由所述固定轴套的外壁贯通至所述润滑油槽中。
16.可选地，所述移动部件上设有润滑油进口，所述润滑油进口与所述加油孔连通。
17.可选地，所述旋转轴套的内部呈阶梯状，包括大径段和小径段，所述大径端套设于所述丝母上。
18.可选地，所述旋转轴套上设有驱动轮，所述驱动轮用于连接驱动装置。
19.可选地，所述固定轴套套设于所述旋转轴套上，所述轴承设置于所述旋转轴套的外壁与所述固定轴套的内壁之间。
20.可选地，还包括一对端盖，所述一对端盖分别设置于所述固定轴套的两端。
21.可选地，所述固定轴套通过四个所述轴承套设于所述驱动组件上，相邻两个所述轴承为一组，两组所述轴承之间设有挡环。
22.本实用新型还提供一种机床，所述机床包括上述的直线进给机构。
23.本实用新型的有益效果在于：本方案的直线进给机构在工作时，通过驱动旋转轴套做旋转运动，带动与其相连的丝母转动，使丝母沿丝杠进行旋转直线进给运动；在丝母的带动及轴承的作用下，固定轴套沿丝杠做直线运动，以带动移动部件做直线运动，完成整个结构的直线进给。该结构能够避免由于丝杠长度过长引起的运行不稳定，有结构简单，易于实现，运行可靠等优点，有效提高了传动的稳定性和整体结构的刚性，对优化各种直线轴进给结构、优化大行程直线进给轴的性能，有非常积极的作用。
24.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
25.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同组件。
26.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的直线进给结构的结构示意图。
27.图2示出了根据本实用新型的一个实施例的直线进给结构的润滑油系统的示意性结构图。
28.附图标记说明
29.1、丝母；2、丝杠；3、旋转轴套；4、固定轴套；5、移动部件；6、第一端盖；7、轴承；8、第二端盖；9、驱动轮；10、油封；11、润滑油通道；12、进油孔；13、加油孔；14、润滑油进口。
具体实施方式
30.下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限
制。
32.本实用新型公开了一种直线进给机构，包括：
33.丝杠，丝杠固定在机架上；
34.驱动组件，驱动组件包括丝母和旋转轴套，丝母套设于丝杠且与丝杠通过螺纹连接，旋转轴套套设于丝母且与丝母固定连接；
35.固定轴套，固定轴套通过轴承套设于驱动组件上，固定轴套连接于移动部件；
36.通过旋转轴套带动丝母旋转，即可带动固定轴套沿丝杠移动，进而带动移动部件做直线运动。
37.具体地，本方案的直线进给机构在工作时，通过驱动旋转轴套做旋转运动，带动与其相连的丝母转动，使丝母沿丝杠进行旋转直线进给运动；在丝母的带动及轴承的作用下，固定轴套沿丝杠做直线运动，以带动移动部件做直线运动，完成整个结构的直线进给。该结构能够避免由于丝杠长度过长引起的运行不稳定，有结构简单，易于实现，运行可靠等优点，有效提高了传动的稳定性和整体结构的刚性，对优化各种直线轴进给结构、优化大行程直线进给轴的性能，有非常积极的作用。
38.作为可选方案，丝母上设有润滑油孔；
39.在旋转轴套的侧壁中，沿周向设有润滑油通道，润滑油孔与润滑油通道连通；
40.在旋转轴套的外壁与固定轴套的内壁之间，间隔设置一对油封，一对油封相向设置，以在旋转轴套的外壁、固定轴套的内壁及一对油封之间形成环形的润滑油槽；
41.在旋转轴套的外壁上，沿周向设有多个进油孔，多个进油孔的一端连通于润滑油槽，另一端连通于润滑油通道；
42.固定轴套上设有加油孔，加油孔由固定轴套的外壁贯通至润滑油槽中。
43.具体地，通过旋转轴套内部的润滑油通道及进油孔、一对油封、固定轴套上的加油孔组成的本结构的润滑油系统，润滑油通过固定轴套上的加油孔进入两个油封组成的润滑油槽，再通过旋转轴套上的进油孔进入旋转轴套侧壁中的润滑油通道，注入丝母的润滑油孔中，完成整个结构的润滑。整个机构的润滑在轴套内部完成，润滑效率高。
44.作为可选方案，移动部件上设有润滑油进口，润滑油进口与加油孔连通。
45.作为可选方案，旋转轴套的内部呈阶梯状，包括大径段和小径段，大径端套设于丝母上。
46.具体地，旋转轴套的内部设置为阶梯状，既能够满足连接丝母的空间又能够保证丝杠的稳定性。
47.作为可选方案，旋转轴套上设有驱动轮，驱动轮用于连接驱动装置。
48.作为可选方案，固定轴套套设于旋转轴套上，轴承设置于旋转轴套的外壁与固定轴套的内壁之间。
49.具体地，旋转轴套的外壁与固定轴套的内壁之间通过轴承连接，旋转轴套驱动丝母旋转时，固定轴套不随之旋转，只随丝母进行直线运动，满足直线进给要求。
50.作为可选方案，还包括一对端盖，一对端盖分别设置于固定轴套的两端。
51.具体地，一对端盖分别设置于固定轴套的两端，对固定轴套起到了限位作用，防止固定轴套相对旋转轴套发生轴向位移，进一步提高了传动结构的稳定性；其中一个端盖还起到了对油封的固定作用，防止油封移动导致润滑油泄漏。
52.作为可选方案，固定轴套通过四个轴承套设于驱动组件上，相邻两个轴承为一组，两组轴承之间设有挡环。
53.本实用新型还公开了一种机床，机床包括上述的直线进给机构。
54.具体地，本方案的机床能够进行长行程的直线进给，且运行稳定、噪音小。
55.实施例
56.如图1所示，本实施例的直线进给机构，包括：丝杠2、丝母1、旋转轴套3及固定轴套4；丝杠2固定在机架上；丝母1套设于丝杠2且与丝杠2通过螺纹连接；旋转轴套3的内部呈阶梯状，包括大径段和小径段，大径段套设于丝母1且与丝母1固定连接，小径段用于容纳丝杠2；固定轴套4通过四个轴承7套设于旋转轴套3上，四个轴承7两两一组，两组之间设有挡环；移动部件5安装于固定轴套4上；旋转轴套3上设有驱动轮9，驱动装置通过驱动轮9带动旋转轴套3转动进而带动丝母1沿丝杠2做旋转直线运动，在轴承7的作用下，固定轴套4仅沿丝杠2做直线运动而不跟随旋转，以带动移动部件5做直线进给运动。
57.本机构的润滑油系统如图2所示，在旋转轴套3的侧壁的一端，沿周向设有润滑油通道11，润滑油通道11与丝母1上的润滑油孔连通；固定轴套4的内壁上沿周向设有挡沿，固定轴套4的两端分别设有第一端盖6和第二端盖8，其中第一端盖6位于固定轴套4的朝向润滑油通道11的一端；在旋转轴套3的外壁与固定轴套4的内壁之间间隔设置一对油封10，且一对油封10位于挡沿和第一端盖6之间，一对油封10相向设置，以在旋转轴套3的外壁、固定轴套4的内壁及一对油封10之间形成环形的润滑油槽；在旋转轴套3的外壁上，沿周向设有多个进油孔12，多个进油孔12的一端连通于润滑油槽另一端连通于润滑油通道11；固定轴套4上设有加油孔13，加油孔13由固定轴套4的外壁贯通至润滑油槽中；移动部件5上设有润滑油进口14，润滑油进口14与加油孔13连通。润滑油能够由移动部件5上的润滑油进口14经固定轴套4上的加油孔13进入一对油封10之间的润滑油槽，再经旋转轴套3上的进油孔12进入旋转轴套3端部的润滑油通道11中，再由润滑油通道11进入丝母1上的润滑油孔，完成整个结构的润滑。
58.本机构以滚珠丝杠和相关部件为主体，采用丝杠固定，丝母旋转的传动方式，采用带轮驱动，通过与丝母固定的旋转轴套及与旋转轴套通过轴承连接的固定轴套，实现移动部件的直线进给。该结构稳定可靠、易于实现，适用于长行程的直线进给，可以有效提高传动的稳定性，提高整体结构的刚性，对优化各种直线轴进给结构、优化大行程直线进给轴的性能，有非常积极的作用。
59.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。