普通铣床工作台纵向进给间隙消除机构的设计

1序言铣床铣削方式有顺铣和逆铣两种，逆铣时铣刀切入过程与工件之间产生强烈摩擦，刀具易磨损，并使加工表面粗糙度变差，同时逆铣时有一个上抬工件的分力，容易使工件振动和工夹具松动。采用顺铣时，切入前铣刀不与零件产生摩擦，有利于提高刀具寿命、降低表面粗糙度值，铣削时向下压的分力有利于增加工件夹持稳定性，因此顺铣法铣削应用较多。但由于进给丝杠与螺母之间有间隙，顺铣时工作台会窜动，从而引起打刀，使切削刃加速磨损甚至崩裂。因此机床需要通过消除工作台进给间隙，从而消除打刀现象。目前为止，普通铣床工作台纵向进给间隙消除通常有两种方式：即铣床工作台纵向进给间隙消除机构和铣床工作台纵向进给间隙简易消除机构，下面笔者就这两种方式作简要介绍。2铣床工作台纵向进给间隙消除机构（1）总体介绍铣床工作台纵向进给间隙消除机构（见图1）包括横滑板、与横滑板滑动联接的工作台，工作台传动联接一长丝杠，横滑板内包括凸块、与凸块传动联接的凸轮、套壳，凸轮内部设一长内六角圆柱头螺钉，长内六角圆柱头螺钉端部设一齿条，齿条传动联接一调节螺母，长丝杠插接在调节螺母和内螺母内，调节螺母和内螺母设置在横滑板内。图1铣床工作台纵向进给间隙消除机构1—手柄2—短圆柱销3—凸轮4—凸块5—开槽圆柱头螺钉6—横滑板7—镶条8—工作台9—齿条

10—短内六角圆柱头螺钉11—瓦盖12—调节螺母13—长丝杠14—圆锥销15—压缩弹簧16—垫

17—长内六角圆柱头螺钉18—螺塞19—套壳20—内螺母21—外套22—长圆柱销套壳上设1个手柄。凸块外圈左端面开设两个凹槽，套壳端面开设两个凸键，凸键与凹槽配合。凸块内圈左端面开设螺旋面和槽，凸轮右端面开设螺旋面和槽，凸块内圈左端面和凸轮右端面通过螺旋面相互配合。凸轮左部外圆开设1个直槽，直槽内设1个短圆柱销。凸轮内部设螺纹孔和阶梯内孔，凸块内部开设1个内孔，长内角螺钉一端设置在凸轮内部，另一端依次穿过凸轮内阶梯内孔、凸块内部的内孔，联接在齿条内。齿条上设压缩弹簧。调节螺母外圆与齿条接触位置设外齿轮，调节螺母与齿条啮合，当加工人员向左右搬动手柄时，经外套带动凸块，推动凸轮，通过长内六角圆柱头螺钉使齿条沿轴向移动，调节螺母随之转动，靠近内螺母（压紧长丝杠）或远离内螺母（松开长丝杠），长丝杠和调节螺母、内螺母之间的间隙也随着变动。（2）实施方式铣床工作台纵向进给间隙消除机构，包括横滑板、与横滑板滑动联接的工作台，工作台传动联接1个长丝杠，横滑板内包括凸块（见图2）、与凸块传动联接的凸轮、套壳（见图3），套壳套接在凸轮和凸块的外侧。凸轮内部设1个长内六角圆柱头螺钉，长内六角圆柱头螺钉端部设1个齿条，齿条传动联接1个调节螺母，齿条啮合插接在调节螺母内，调节螺母设置在横滑板内。工作台通过镶条在横滑板燕尾槽内运动，长丝杠在调节螺母、内螺母内转动的同时，工作台随同长丝杠一起作纵向进给运动。凸块开有内孔，凸块的外圈左端面开有两个凹槽，内圈左端面开有螺旋面和槽；套壳端面开有两个凸键，套壳上的两个凸键刚好穿入凸块的两个凹槽，和凸块一起转动，实现套壳与凸块的传动联接，套壳内部开有盲孔，上部外圆处开有一个中心角为120°的圆弧形槽和一个螺纹孔，套壳的上部外圆处开设的螺纹孔用于安装手柄。凸轮左部外圆开有直槽，内部开有螺纹孔和阶梯内孔，右端面开有螺旋面和槽，凸轮开设的螺旋面和凸块内圈左端面的螺旋面配合，相对转动时可作轴向运动。调节螺母上设瓦盖，调节螺母可在瓦盖和横滑板孔内转动，调节螺母内部开有T型螺纹，和长丝杠配合，调节螺母外部加工成齿轮，齿条右端外圆铣出齿部，穿入横滑板内孔，和调节螺母外部加工的齿轮配合，齿条的轴向移动可带动调节螺母转动。瓦盖内还设内螺母，内螺母外圆设外套，内螺母内部开有T型螺纹，内螺母外圆紧配于外套内部，内螺母和外套固定为一个整体，做为固定螺母，当调节螺母转动时，二者相对轴向靠近或远离移动，产生压紧或放松长丝杠，才能使长丝杠和调节螺母、内螺母间隙变动。瓦盖通过4颗短内六角圆柱头螺钉固定于横滑板内，并通过2颗圆锥销定位，其内孔压紧外套，并通过2颗长圆柱销定位外套。图2

凸块图3

套壳长内六角圆柱头螺钉还设垫，垫放在横滑板内孔中，外圆开孔，通过开槽圆柱头螺钉定位，长内六角圆柱头螺钉，穿过凸轮、凸块、垫的内孔，螺纹旋入齿条内螺纹，并通过螺塞固定，压缩弹簧内圈穿过齿条左端外圆，右端紧靠齿条中部台阶面，左端靠紧垫的右端面；短圆柱销是带有内螺纹的，上部装入横滑板孔内，中部装入套壳的圆弧形槽，使套壳可做120°回转运动，下部装入凸轮左部外圆的直槽内，使凸轮不能转动，只能沿轴向移动。（3）使用过程首先，机床生产厂家装配技术人员，转动长内六角圆柱头螺钉到合适位置，带动齿条左右运动，经套壳带动凸块转动，通过螺旋面推动凸轮。由于凸轮被短圆柱销限制，不能转动，因此只能轴向移动，通过长内六角圆柱头螺钉使齿条沿轴向移动，调节螺母随之转动，长丝杠和调节螺母、内螺母之间的间隙也随着变动，同时压缩弹簧时时刻刻顶紧齿条台阶面，也使其他零件紧靠在一起。转动长内六角圆柱头螺钉的原则是，当手柄搬到最左端时，长丝杠的手轮转动力为60N，刻度盘的空程量为2格，当满足此要求时，拧紧螺塞。当机床使用时间较长，间隙较大，不能满足顺铣要求时，加工人员或者机床维修人员，拔出短圆柱销，取出套壳，拧出螺塞，然后按上面的调整步骤调整，最后装入套壳和短圆柱销。

其次，加工人员根据切削刃方向安装好工件和刀具，确定好采用顺铣加工还是逆铣加工。由于长丝杠转动带动工作台做纵向移动，从移动原理来看，以某一状态为例，长丝杠上的T型螺纹边界共有两个，两个边界之间的间距就是螺距，在两个螺纹边界直接插接一个受力点，所述受力点为移动工作台上的主要受力点，通过旋转丝杠，丝杠上螺纹边界上的力的一个矢量分力推着工作台上的受力点，此时其中一个螺纹边界为施力边界。当采用顺铣加工时，加工人员将手柄搬到最左端，经套壳带动凸块，推动凸轮，凸块和凸轮在螺旋面底部结合，通过长内六角圆柱头螺钉使齿条沿轴向右移动，调节螺母随之逆时针转动，沿长丝杠轴向内螺母做靠近方向运动，压紧长丝杠，长丝杠和调节螺母、内螺母之间的间隙变小。当采用逆铣加工时，加工人员将手柄搬到最右端，经套壳带动凸块，推动凸轮，凸块和凸轮在螺旋面顶部结合，通过长内六角圆柱头螺钉使齿条沿轴向左移动，调节螺母随之顺时针转动，沿长丝杠轴向远离内螺母方向运动，放松长丝杠，长丝杠和调节螺母、内螺母之间的间隙变大。最后，开始铣削加工。3铣床工作台纵向进给间隙简易消除机构（1）总体介绍铣床纵向丝杠螺母间隙简易消除机构（见图4），包括纵向丝杠，纵向丝杠上设螺母座，螺母座内设有左螺母、右螺母，纵向丝杠可在左螺母、右螺母内做旋转运动，左螺母通过紧定螺钉固定，右螺母通过平键和左螺母联结，右螺母通过左圆螺母联接在螺母座内，左圆螺母右侧设止退垫圈，止退垫圈右侧设右圆螺母，通过安装纵向丝杠、螺母座、紧定螺钉、左螺母、平键、右螺母、左圆螺母、止退垫圈和右圆螺母，加工人员松开止退垫圈，旋转左圆螺母、右圆螺母，使右螺母沿轴向移动，纵向丝杠和左螺母、右螺母间隙也随着变动，进而实现消除间隙的目的[2]。图4

铣床工作台纵向进给间隙简易消除机构1—纵向丝杠2—螺母座3—紧定螺钉4—左螺母5—平键6—右螺母7—左圆螺母8—止退垫圈9—右圆螺母（2）实施方式铣床纵向丝杠螺母间隙简易消除机构，包括纵向丝杠、螺母座、紧定螺钉、左螺母、平键、右螺母、左圆螺母、止退垫圈和右圆螺母。纵向丝杠上设螺母座，螺母座内设有左螺母、右螺母，纵向丝杠可在左螺母、右螺母内做旋转运动，左螺母通过紧定螺钉固定，右螺母通过平键和左螺母联结，右螺母通过左圆螺母联接在螺母座内，左圆螺母右侧设止退垫圈，止退垫圈右侧设右圆螺母。左螺母、右螺母一起加工，外圆面中部铣有键槽，完工后从键槽中部铣削成两部分，左螺母、右螺母装在螺母座内，右螺母只能在螺母座内做轴向移动，并通过左圆螺母固定在螺母座内。右螺母右端开有外螺纹，并加工有螺纹槽，止退垫圈和右圆螺母装在右螺母外螺纹处，并紧后起到防松作用。止退垫圈的内孔和外圆处各设置凸起，止退垫圈内孔的凸起部分装入右螺母的螺纹槽内，外圆的凸起部分折弯入右圆螺母的圆周槽内。左螺母和右螺母材质为铜[3]。（3）使用过程首先，机床生产厂家装配技术人员将平键装入左螺母、右螺母内。将左螺母、右螺母装入螺母座内，拧紧紧定螺钉固定左螺母。其次，将左圆螺母、止退垫圈、右圆螺母依次装入右螺母外螺纹处，旋转左圆螺母至纵向丝杠所需要的间隙，再并紧右圆螺母、合上止退垫圈。当铣床使用时间太长，丝杠和丝母之间产生不均匀磨损，即其间隙不均匀，纵向丝杠螺母间隙过大时，松开止退垫圈，旋转左圆螺母、右圆螺母，使右螺母沿轴向移动到所需间