[发明专利]一种用于摆头的双导程蜗轮蜗杆消隙装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工设备，该消隙装置适用于各种摆头机构的消隙及驱动。

技术背景

近年来，随国家经济建设健康高速发展，我国数控机床技术得到了快速发展和长足进步，但和国际先进水平相比还有相当大差距。在国内数控机床市场中，国内企业占有份额较少，产品主要集中在经济型、普通型等低档数控机床产品领域，而高档数控机床，特别是五坐标联动、大型数控机床的市场份额为国外品牌所占领。机床工业的现状致使我国航空结构件数控加工装备长期以来以国外进口设备为主，尤以带AB轴摆头结构的五轴加工中心等高技术关键装备接近100％依赖进口。由于这类设备采购时必须向设备生产国申请许可证，设备的获取性受国际政治因素影响很大，经常出现关键重要设备采购延误或采购不到而影响到飞机制造企业的科研和生产任务的完成。

当今常用的摆头的驱动结构有：齿轮齿圈式、伸缩支链式和双段蜗轮蜗杆式。而此三种常用的结构都有些致命的缺点：定位精度差；结构复杂，系统要求高；侧隙调整难和蜗杆发热大等。

发明内容

本发明的目的是提供一套双导程蜗轮蜗杆消隙装置及制造方法，适用于各种摆头机构的消隙及驱动，可满足摆头的摆轴快速摆动，扭矩大，刚性强的要求，解决了带摆头的高速五轴加工中心摆头消隙的瓶颈问题。

双导程蜗轮蜗杆消隙装置，适用于各种摆头机构的消隙及驱动，其特征在于采用双导程蜗杆结构，伺服电机固定在框架上，蜗轮蜗杆安装在框架中，摆动件与蜗轮固定为一体在双导程蜗杆的驱动下实现摆动，双导程蜗杆采用固定-浮动的支撑方式，双导程蜗杆两端各有一组球轴承定位在支撑套并定位在框架里，双导程蜗杆浮动端的末端通过胀紧套连接带轮、齿形带至伺服电机；双导程蜗杆固定端的球轴承两侧还各自设置推力球轴承并锁紧固定端，实现轴向止推；在双导程蜗杆两端端盖、支撑套及蜗轮上下面与骨架密封件的边缘均安装密封圈，形成一个封闭腔，在此腔中充满蜗轮蜗杆油实现润滑。

制造上述双导程蜗轮蜗杆消隙结构的方法，其特征在于设定蜗轮蜗杆传动比、设计出蜗轮蜗杆啮合的中心距为280±0.02mm，给出框架加工参数、设计并加工出摆轴的摆动扭矩为4000Nm，并保证蜗杆轴向串动1mm，蜗轮蜗杆间的传动间隙径向变化0.03mm，设定电机和蜗轮蜗杆传动比120∶1；轴向消隙的调整距离为5mm；按上述结构装配后用调整垫调整消除双导程蜗轮蜗杆的侧隙，用调整垫调整径向范围为5mm，垫每调整1mm，轴向间隙可变化0.03mm，侧隙调整目标为0.02mm以内，所以通过计算：0.02×1/0.03≈0.67mm，得出调整垫的厚度应该比理论值大0.67mm，以此为原则，调整到一个大致位置，再通过蜗轮蜗杆的摆动，用百分表可测出间隙，与计算对比，最终以测出的结果为准，只用调整垫就能保证侧隙调至0.02mm以内。

此双导程蜗轮蜗杆消隙装置在摆头结构中的应用能够实现的效果：①双导程蜗轮蜗杆的间隙调整技术，②蜗轮轴向位置公差±0.02mm；③双导程蜗轮蜗杆的温度抑制，蜗杆在齿厚增加的相反方向的消隙调节控制在0.02mm以内。降速比大，可达到120∶1、结构紧凑、工作平稳、无噪音、抑制发热的特点，更有侧隙调整方便且可以调至很小的优点。适用于航空复杂结构件加工中的摆头结构，从而打破国外的垄断和技术封锁，对提高我国航空工业水平具有重要的战略意义。

附图说明

附图1是双导程蜗轮蜗杆驱动结构在一种摆头结构中的应用示意图；

附图2是图1摆头中的双导程蜗轮蜗杆驱动结构剖面示意图；

附图3是摆头双导程蜗轮蜗杆传动俯视图；

具体实施方式