普通铣床工作台纵向进给间隙消除机构的设计

铣床在铣削时，由于进给丝杠与螺母之间存在间隙，工作台会沿着铣削过程移动，从而导致切削刃磨损，甚至开裂。所以铣床需要消除工作台的进给间隙，从而消除切割现象。可采用两种方式:铣床工作台纵向进给间隙消除机构和简易消除机构。

1前言

有两种铣削方法:正向铣削和反向铣削。逆向铣削时，铣刀的切削过程与工件之间有很强的摩擦力，刀具容易磨损，使加工表面的粗糙度变差。同时，逆铣时有抬起工件的成分，容易使工件振动，夹具松动。正向铣削时，切入前的铣刀不会与零件产生摩擦，有利于延长刀具寿命，降低表面粗糙度值。铣削过程中向下力的分量将有助于增加工件的夹紧稳定性，因此正向铣削被广泛使用。但由于进给丝杠和螺母之间的间隙，铣削时工作台会移动，会造成切削，切削刃会加速磨损甚至开裂。因此，机床需要通过消除工作台的进给间隙来消除刀具切削现象。到目前为止，消除普通铣床工作台纵向进给间隙的方法通常有两种:消除铣床工作台纵向进给间隙的机构和消除铣床工作台纵向进给间隙的简易机构。下面笔者简单介绍两种方式。

2铣床工作台纵向进给间隙消除机构

(1)消除铣床工作台纵向进给间隙的机构概述(见图1)包括水平滑板、与水平滑板滑动连接的工作台和传动连接的长丝杠。水平滑板包括凸块、与凸块传动连接的凸轮和壳体。凸轮内装有长内六角螺钉，长内六角螺钉端部装有齿条，齿条与调节螺母传动连接。长丝杠插入调节螺母中，内螺母设置在水平滑板中。

外壳上设有手柄。凸块外圈的左端面设有两个凹槽，套壳的端面设有两个与凹槽相配合的凸键。凸起内圈的左端面设有螺旋面和凹槽，凸轮的右端面设有螺旋面和凹槽，凸起内圈的左端面和凸轮的右端面通过螺旋面相互配合。凸轮左部外圆有一条直槽，直槽内有一个短圆柱销。凸轮内有螺纹孔和台阶内孔，凸耳内有内孔，长内角螺钉的一端安装在凸轮内，另一端依次穿过凸轮的台阶内孔和凸耳的内孔，连接在机架内。机架上设有压缩弹簧。调节螺母外圆与齿条接触处设有外齿轮，调节螺母与齿条啮合。当加工人员左右移动手柄时，外套带动吊耳推动凸轮，齿条通过长六角内六角螺钉沿轴向移动，使调节螺母随之转动，长螺钉、调节螺母和内螺母之间的间隙也随之变化[1]。

(2)根据本实施例的消除铣床工作台纵向进给间隙的机构，包括水平滑板和与水平滑板滑动连接的工作台，工作台与长丝杠传动连接，水平滑板包括凸块(见图2)、与凸块传动连接的凸轮和套筒(见图3)，套筒套在凸轮和凸块的外面。凸轮内装有长内六角螺钉，长内六角螺钉端部装有齿条，齿条与调节螺母传动连接，齿条与调节螺母啮合插入，调节螺母装在十字滑板内。工作台通过插条在水平滑板的燕尾槽内运动，长丝杠在调节螺母和内螺母内转动，同时工作台与长丝杠一起做纵向进给运动。凸耳设有内孔，凸耳外圈的左端面设有两个凹槽，内圈的左端面设有螺旋面和凹槽；套筒的端面设有两个凸键，套筒上的两个凸键正好穿入凸块的两个凹槽内，与凸块一起转动，实现套筒与凸块之间的传动连接。套筒内有盲孔，上外圆有圆心角为120°的弧形槽和螺纹孔，套筒上外圆的螺纹孔用于安装手柄。凸轮的左外圆设有直槽，内部设有螺纹孔和阶梯内孔，右端面设有螺旋面和凹槽。凸轮的螺旋面与凸块内圈左端面的螺旋面相配合，相对转动时可轴向移动。调节螺母上有瓦盖，可在瓦盖和水平滑板的孔内转动。调节螺母内有T形螺纹，与长丝杠相配合。调节螺母外部加工成齿轮，齿条右端外圆铣有齿，齿穿入水平滑板内孔，与调节螺母外部加工的齿轮相配合。齿条的轴向运动可以带动调节螺母转动。盖子内还有一个内螺母，内螺母的外圆有一个外套，外套内有T型螺纹。内螺母的外圆紧配合在外套内，内螺母与外套固定为一体，作为固定螺母使用。当调节螺母转动时，它们沿轴向靠近或远离，导致压紧或松开长螺杆，从而改变长螺杆、调节螺母和内螺母之间的间隙。盖子用四个短内六角螺钉固定在水平滑板内，用两个圆锥销定位，圆锥销的内孔压住外套，外套用两个长圆柱销定位。

长内六角螺钉也有一个垫块，垫块放在水平滑板的内孔中，外圆打孔，用开槽圆柱头螺钉定位。长内六角螺钉穿过凸轮、凸耳和垫块的内孔，拧入齿条的内螺纹中，用螺塞固定。压缩弹簧的内圈穿过齿条左端的外圆，右端抵靠在齿条中部的台阶面上，左端抵靠在衬垫的右端面上。短销有内螺纹，上部装入水平滑板的孔中，中部装入套筒的圆形槽中，使套筒能旋转120°，下部装入凸轮左部外圆的直槽中，使凸轮不能旋转，只能沿轴向移动。

(3)使用过程:首先由机床制造厂装配技术人员，将长六角内六角螺钉拧到合适的位置，带动齿条左右移动，通过套筒带动吊耳转动，通过螺旋面推动凸轮。由于凸轮受到短圆柱销的限制，不能转动，只能轴向移动。长内六角螺钉沿轴向移动齿条，调节螺母随之转动。长丝杠、调节螺母和内螺母之间的间隙也随之变化。同时，压缩弹簧一直压着齿条的台阶面，也使得其他部分靠在一起。旋转长六角内六角螺钉的原理是，当手柄移动到最左端时，长丝杠的手动旋转力为60N，刻度盘的空转距离为2格。当满足该要求时，拧紧螺塞。当机床使用时间较长，间隙较大，不能满足铣削要求时，加工人员或机床维修人员将短圆柱销拔出，取出套筒，拧出螺塞，再按上述调整步骤进行调整，最后装上套筒和短圆柱销。

其次，加工人员根据切削刃的方向，安装工件和刀具，确定是用正铣还是反铣。随着长丝杠旋转带动工作台纵向移动，从移动原理上，以某一状态为例，长丝杠上有两个T型螺纹边界，两个边界之间的距离就是螺距。一个受力点直接插入两个螺纹边界，该受力点是移动工作台上的主受力点。通过旋转丝杠，丝杠上螺纹边界上的力的一个矢量分量推动工作台上的受力点，其中一个螺纹边界就是力边界。使用铣床时，处理器将手柄移动到最左端，驱动凸耳穿过外壳，推动凸轮。凸耳和凸轮结合在螺旋面底部，齿条通过长内六角螺钉沿轴向右移动，使调节螺母逆时针旋转并沿长螺杆轴移动靠近内螺母，压缩长螺杆，长螺杆、调节螺母和内螺母之间的间隙变小。当使用反向铣削时，处理器将手柄移动到最右端，驱动凸耳穿过外壳，并推动凸轮。凸耳和凸轮在螺旋面顶部结合，齿条通过长内六角螺钉沿轴向向左移动，使调节螺母顺时针旋转，并沿长丝杠的轴向远离内螺母，从而松开长丝杠，长丝杠、调节螺母和内螺母之间的间隙变大。

最后，开始铣削。

3消除铣床工作台纵向进给间隙的简单机构

(1)铣床纵向丝杠螺母的简易消隙机构(见图4)一般介绍，包括纵向丝杠，它有一个带左螺母和右螺母的螺母座。纵向螺杆可以在左螺母和右螺母中旋转。左螺母用紧定螺钉固定，右螺母通过平键与左螺母连接，右螺母通过左圆螺母连接在螺母座内。左圆螺母的右侧有一个防松垫圈，防松垫圈的右侧有一个右防松垫圈。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、防松垫圈和右圆螺母，加工人员松开防松垫圈，旋转左圆螺母和右圆螺母，使右螺母沿轴向移动，纵向丝杠、左螺母和右螺母之间的间隙也随之变化，从而达到消除间隙的目的[2]。

(2)铣床纵向丝杠螺母的简易消隙机构包括纵向丝杠、螺母座、紧定螺钉、左螺母、平键、右螺母、左圆螺母、防松垫圈和右圆螺母。纵向螺杆上设有螺母座，螺母座内设有左螺母和右螺母；纵向螺杆可在左螺母和右螺母中转动；左螺母用紧定螺钉固定；右螺母通过平键与左螺母连接；右螺母通过左圆螺母连接在螺母座内；左圆螺母的右侧设有防松垫圈；在防松垫圈的右侧设有一个正圆螺母。左螺母和右螺母一起加工，在外圆中间铣出键槽。完成后，左螺母和右螺母从键槽中间铣成两部分。左螺母和右螺母只能在螺母座内轴向移动，并由左圆螺母固定在螺母座内。右螺母的右端设有外螺纹，并加工有螺纹槽。防松垫圈和右圆螺母安装在右螺母的外螺纹处，拧紧后起到防松作用。防松垫圈的内孔和外圆分别设有凸起，防松垫圈内孔的凸起部分装入右螺母的螺纹槽内，外圆的凸起部分弯入右螺母的周向槽内。左螺母和右螺母由铜制成[3]。

(3)使用工艺首先，机床制造厂的装配技师将平键装入左螺母和右螺母中。将左螺母和右螺母装入螺母座，拧紧紧定螺钉固定左螺母。其次，将左圆螺母、防松垫圈和右圆螺母依次装入右螺母的外螺纹中，将左圆螺母旋转到纵向螺杆所需的间隙，然后拧紧右圆螺母，关闭防松垫圈。铣床使用时间过长，螺杆与螺母之间出现不均匀磨损，即间隙不均匀，纵向螺杆与螺母间隙过大，松开防松垫圈，旋转左圆螺母和右圆螺母，使右螺母沿轴向移动到所需间隙，然后拧紧右圆螺母，关闭防松垫圈。

再次，加工人员根据切削刃的方向，安装工件和刀具，确定是用正铣还是反铣。最后，开始铣削。

4结束语

本文是一篇专利文章，介绍了铣床纵向丝杠螺母的两种消隙机构:一种是弹簧和凸轮结合，靠弹力消除间隙；另一种是两半坚果的组合。平键用于限制螺母的旋转，螺母的轴向移动消除了间隙。这两种消隙机构都很实用，对铣床制造商和用户都有很好的参考价值。