銑床在銑削時(shí)，由于進(jìn)給絲杠與螺母之間存在間隙，工作臺(tái)會(huì)沿著銑削過程移動(dòng)，從而導(dǎo)致切削刃磨損，甚至開裂。所以銑床需要消除工作臺(tái)的進(jìn)給間隙，從而消除切割現(xiàn)象?？刹捎脙煞N方式:銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙消除機(jī)構(gòu)和簡易消除機(jī)構(gòu)。

1前言

有兩種銑削方法:正向銑削和反向銑削。逆向銑削時(shí)，銑刀的切削過程與工件之間有很強(qiáng)的摩擦力，刀具容易磨損，使加工表面的粗糙度變差。同時(shí)，逆銑時(shí)有抬起工件的成分，容易使工件振動(dòng)，夾具松動(dòng)。正向銑削時(shí)，切入前的銑刀不會(huì)與零件產(chǎn)生摩擦，有利于延長刀具壽命，降低表面粗糙度值。銑削過程中向下力的分量將有助于增加工件的夾緊穩(wěn)定性，因此正向銑削被廣泛使用。但由于進(jìn)給絲杠和螺母之間的間隙，銑削時(shí)工作臺(tái)會(huì)移動(dòng)，會(huì)造成切削，切削刃會(huì)加速磨損甚至開裂。因此，機(jī)床需要通過消除工作臺(tái)的進(jìn)給間隙來消除刀具切削現(xiàn)象。到目前為止，消除普通銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的方法通常有兩種:消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的機(jī)構(gòu)和消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的簡易機(jī)構(gòu)。下面筆者簡單介紹兩種方式。

2銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙消除機(jī)構(gòu)

(1)消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的機(jī)構(gòu)概述(見圖1)包括水平滑板、與水平滑板滑動(dòng)連接的工作臺(tái)和傳動(dòng)連接的長絲杠。水平滑板包括凸塊、與凸塊傳動(dòng)連接的凸輪和殼體。凸輪內(nèi)裝有長內(nèi)六角螺釘，長內(nèi)六角螺釘端部裝有齒條，齒條與調(diào)節(jié)螺母傳動(dòng)連接。長絲杠插入調(diào)節(jié)螺母中，內(nèi)螺母設(shè)置在水平滑板中。

外殼上設(shè)有手柄。凸塊外圈的左端面設(shè)有兩個(gè)凹槽，套殼的端面設(shè)有兩個(gè)與凹槽相配合的凸鍵。凸起內(nèi)圈的左端面設(shè)有螺旋面和凹槽，凸輪的右端面設(shè)有螺旋面和凹槽，凸起內(nèi)圈的左端面和凸輪的右端面通過螺旋面相互配合。凸輪左部外圓有一條直槽，直槽內(nèi)有一個(gè)短圓柱銷。凸輪內(nèi)有螺紋孔和臺(tái)階內(nèi)孔，凸耳內(nèi)有內(nèi)孔，長內(nèi)角螺釘?shù)囊欢税惭b在凸輪內(nèi)，另一端依次穿過凸輪的臺(tái)階內(nèi)孔和凸耳的內(nèi)孔，連接在機(jī)架內(nèi)。機(jī)架上設(shè)有壓縮彈簧。調(diào)節(jié)螺母外圓與齒條接觸處設(shè)有外齒輪，調(diào)節(jié)螺母與齒條嚙合。當(dāng)加工人員左右移動(dòng)手柄時(shí)，外套帶動(dòng)吊耳推動(dòng)凸輪，齒條通過長六角內(nèi)六角螺釘沿軸向移動(dòng)，使調(diào)節(jié)螺母隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，長螺釘、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙也隨之變化[1]。

(2)根據(jù)本實(shí)施例的消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的機(jī)構(gòu)，包括水平滑板和與水平滑板滑動(dòng)連接的工作臺(tái)，工作臺(tái)與長絲杠傳動(dòng)連接，水平滑板包括凸塊(見圖2)、與凸塊傳動(dòng)連接的凸輪和套筒(見圖3)，套筒套在凸輪和凸塊的外面。凸輪內(nèi)裝有長內(nèi)六角螺釘，長內(nèi)六角螺釘端部裝有齒條，齒條與調(diào)節(jié)螺母傳動(dòng)連接，齒條與調(diào)節(jié)螺母嚙合插入，調(diào)節(jié)螺母裝在十字滑板內(nèi)。工作臺(tái)通過插條在水平滑板的燕尾槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)，長絲杠在調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)工作臺(tái)與長絲杠一起做縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。凸耳設(shè)有內(nèi)孔，凸耳外圈的左端面設(shè)有兩個(gè)凹槽，內(nèi)圈的左端面設(shè)有螺旋面和凹槽；套筒的端面設(shè)有兩個(gè)凸鍵，套筒上的兩個(gè)凸鍵正好穿入凸塊的兩個(gè)凹槽內(nèi)，與凸塊一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)套筒與凸塊之間的傳動(dòng)連接。套筒內(nèi)有盲孔，上外圓有圓心角為120°的弧形槽和螺紋孔，套筒上外圓的螺紋孔用于安裝手柄。凸輪的左外圓設(shè)有直槽，內(nèi)部設(shè)有螺紋孔和階梯內(nèi)孔，右端面設(shè)有螺旋面和凹槽。凸輪的螺旋面與凸塊內(nèi)圈左端面的螺旋面相配合，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可軸向移動(dòng)。調(diào)節(jié)螺母上有瓦蓋，可在瓦蓋和水平滑板的孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)節(jié)螺母內(nèi)有T形螺紋，與長絲杠相配合。調(diào)節(jié)螺母外部加工成齒輪，齒條右端外圓銑有齒，齒穿入水平滑板內(nèi)孔，與調(diào)節(jié)螺母外部加工的齒輪相配合。齒條的軸向運(yùn)動(dòng)可以帶動(dòng)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)。蓋子內(nèi)還有一個(gè)內(nèi)螺母，內(nèi)螺母的外圓有一個(gè)外套，外套內(nèi)有T型螺紋。內(nèi)螺母的外圓緊配合在外套內(nèi)，內(nèi)螺母與外套固定為一體，作為固定螺母使用。當(dāng)調(diào)節(jié)螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它們沿軸向靠近或遠(yuǎn)離，導(dǎo)致壓緊或松開長螺桿，從而改變長螺桿、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙。蓋子用四個(gè)短內(nèi)六角螺釘固定在水平滑板內(nèi)，用兩個(gè)圓錐銷定位，圓錐銷的內(nèi)孔壓住外套，外套用兩個(gè)長圓柱銷定位。

長內(nèi)六角螺釘也有一個(gè)墊塊，墊塊放在水平滑板的內(nèi)孔中，外圓打孔，用開槽圓柱頭螺釘定位。長內(nèi)六角螺釘穿過凸輪、凸耳和墊塊的內(nèi)孔，擰入齒條的內(nèi)螺紋中，用螺塞固定。壓縮彈簧的內(nèi)圈穿過齒條左端的外圓，右端抵靠在齒條中部的臺(tái)階面上，左端抵靠在襯墊的右端面上。短銷有內(nèi)螺紋，上部裝入水平滑板的孔中，中部裝入套筒的圓形槽中，使套筒能旋轉(zhuǎn)120°，下部裝入凸輪左部外圓的直槽中，使凸輪不能旋轉(zhuǎn)，只能沿軸向移動(dòng)。

(3)使用過程:首先由機(jī)床制造廠裝配技術(shù)人員，將長六角內(nèi)六角螺釘擰到合適的位置，帶動(dòng)齒條左右移動(dòng)，通過套筒帶動(dòng)吊耳轉(zhuǎn)動(dòng)，通過螺旋面推動(dòng)凸輪。由于凸輪受到短圓柱銷的限制，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，只能軸向移動(dòng)。長內(nèi)六角螺釘沿軸向移動(dòng)齒條，調(diào)節(jié)螺母隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。長絲杠、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙也隨之變化。同時(shí)，壓縮彈簧一直壓著齒條的臺(tái)階面，也使得其他部分靠在一起。旋轉(zhuǎn)長六角內(nèi)六角螺釘?shù)脑硎?，?dāng)手柄移動(dòng)到最左端時(shí)，長絲杠的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)力為60N，刻度盤的空轉(zhuǎn)距離為2格。當(dāng)滿足該要求時(shí)，擰緊螺塞。當(dāng)機(jī)床使用時(shí)間較長，間隙較大，不能滿足銑削要求時(shí)，加工人員或機(jī)床維修人員將短圓柱銷拔出，取出套筒，擰出螺塞，再按上述調(diào)整步驟進(jìn)行調(diào)整，最后裝上套筒和短圓柱銷。

其次，加工人員根據(jù)切削刃的方向，安裝工件和刀具，確定是用正銑還是反銑。隨著長絲杠旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)工作臺(tái)縱向移動(dòng)，從移動(dòng)原理上，以某一狀態(tài)為例，長絲杠上有兩個(gè)T型螺紋邊界，兩個(gè)邊界之間的距離就是螺距。一個(gè)受力點(diǎn)直接插入兩個(gè)螺紋邊界，該受力點(diǎn)是移動(dòng)工作臺(tái)上的主受力點(diǎn)。通過旋轉(zhuǎn)絲杠，絲杠上螺紋邊界上的力的一個(gè)矢量分量推動(dòng)工作臺(tái)上的受力點(diǎn)，其中一個(gè)螺紋邊界就是力邊界。使用銑床時(shí)，處理器將手柄移動(dòng)到最左端，驅(qū)動(dòng)凸耳穿過外殼，推動(dòng)凸輪。凸耳和凸輪結(jié)合在螺旋面底部，齒條通過長內(nèi)六角螺釘沿軸向右移動(dòng)，使調(diào)節(jié)螺母逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)并沿長螺桿軸移動(dòng)靠近內(nèi)螺母，壓縮長螺桿，長螺桿、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙變小。當(dāng)使用反向銑削時(shí)，處理器將手柄移動(dòng)到最右端，驅(qū)動(dòng)凸耳穿過外殼，并推動(dòng)凸輪。凸耳和凸輪在螺旋面頂部結(jié)合，齒條通過長內(nèi)六角螺釘沿軸向向左移動(dòng)，使調(diào)節(jié)螺母順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，并沿長絲杠的軸向遠(yuǎn)離內(nèi)螺母，從而松開長絲杠，長絲杠、調(diào)節(jié)螺母和內(nèi)螺母之間的間隙變大。

最后，開始銑削。

3消除銑床工作臺(tái)縱向進(jìn)給間隙的簡單機(jī)構(gòu)

(1)銑床縱向絲杠螺母的簡易消隙機(jī)構(gòu)(見圖4)一般介紹，包括縱向絲杠，它有一個(gè)帶左螺母和右螺母的螺母座?？v向螺桿可以在左螺母和右螺母中旋轉(zhuǎn)。左螺母用緊定螺釘固定，右螺母通過平鍵與左螺母連接，右螺母通過左圓螺母連接在螺母座內(nèi)。左圓螺母的右側(cè)有一個(gè)防松墊圈，防松墊圈的右側(cè)有一個(gè)右防松墊圈。通過安裝縱向絲杠、螺母座、緊定螺釘、左螺母、平鍵、右螺母、左圓螺母、防松墊圈和右圓螺母，加工人員松開防松墊圈，旋轉(zhuǎn)左圓螺母和右圓螺母，使右螺母沿軸向移動(dòng)，縱向絲杠、左螺母和右螺母之間的間隙也隨之變化，從而達(dá)到消除間隙的目的[2]。

(2)銑床縱向絲杠螺母的簡易消隙機(jī)構(gòu)包括縱向絲杠、螺母座、緊定螺釘、左螺母、平鍵、右螺母、左圓螺母、防松墊圈和右圓螺母?？v向螺桿上設(shè)有螺母座，螺母座內(nèi)設(shè)有左螺母和右螺母；縱向螺桿可在左螺母和右螺母中轉(zhuǎn)動(dòng)；左螺母用緊定螺釘固定；右螺母通過平鍵與左螺母連接；右螺母通過左圓螺母連接在螺母座內(nèi)；左圓螺母的右側(cè)設(shè)有防松墊圈；在防松墊圈的右側(cè)設(shè)有一個(gè)正圓螺母。左螺母和右螺母一起加工，在外圓中間銑出鍵槽。完成后，左螺母和右螺母從鍵槽中間銑成兩部分。左螺母和右螺母只能在螺母座內(nèi)軸向移動(dòng)，并由左圓螺母固定在螺母座內(nèi)。右螺母的右端設(shè)有外螺紋，并加工有螺紋槽。防松墊圈和右圓螺母安裝在右螺母的外螺紋處，擰緊后起到防松作用。防松墊圈的內(nèi)孔和外圓分別設(shè)有凸起，防松墊圈內(nèi)孔的凸起部分裝入右螺母的螺紋槽內(nèi)，外圓的凸起部分彎入右螺母的周向槽內(nèi)。左螺母和右螺母由銅制成[3]。

(3)使用工藝首先，機(jī)床制造廠的裝配技師將平鍵裝入左螺母和右螺母中。將左螺母和右螺母裝入螺母座，擰緊緊定螺釘固定左螺母。其次，將左圓螺母、防松墊圈和右圓螺母依次裝入右螺母的外螺紋中，將左圓螺母旋轉(zhuǎn)到縱向螺桿所需的間隙，然后擰緊右圓螺母，關(guān)閉防松墊圈。銑床使用時(shí)間過長，螺桿與螺母之間出現(xiàn)不均勻磨損，即間隙不均勻，縱向螺桿與螺母間隙過大，松開防松墊圈，旋轉(zhuǎn)左圓螺母和右圓螺母，使右螺母沿軸向移動(dòng)到所需間隙，然后擰緊右圓螺母，關(guān)閉防松墊圈。

再次，加工人員根據(jù)切削刃的方向，安裝工件和刀具，確定是用正銑還是反銑。最后，開始銑削。

4結(jié)束語

本文是一篇專利文章，介紹了銑床縱向絲杠螺母的兩種消隙機(jī)構(gòu):一種是彈簧和凸輪結(jié)合，靠彈力消除間隙；另一種是兩半堅(jiān)果的組合。平鍵用于限制螺母的旋轉(zhuǎn)，螺母的軸向移動(dòng)消除了間隙。這兩種消隙機(jī)構(gòu)都很實(shí)用，對(duì)銑床制造商和用戶都有很好的參考價(jià)值。