一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床，包括床身(1)、立柱(2)、工作臺(tái)(3)、正交拖板(4)、X滑座副(5)、Y滑座副(6)、Z滑座副(7)、主軸電機(jī)(75)、X軸直線電機(jī)(8)、Y軸直線電機(jī)(9)。本發(fā)明采用由直線電機(jī)來拖動(dòng)X、Y軸滑板，由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加滾珠絲杠副拖動(dòng)Z軸滑板進(jìn)行三維尋的鉆銑加工的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在尋的效率低、定位精度衰減快、工作行程局限的問題與不足，利用直線電機(jī)拖動(dòng)速度快、加速度高、定位精度高、無磨損衰減、無行程長度限制的特性，使數(shù)控鉆銑加工機(jī)床達(dá)到了提高尋的效率、消除定位精度衰減、工作行程長度不受限的目的。
【專利說明】一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控切削機(jī)床，具體是指專門用于在工件上進(jìn)行鉆孔、攻絲、銑削加工的一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]設(shè)備的制造加工，如注塑模具，需要在工件上進(jìn)行鉆取、攻制、銑削大量的通孔、盲孔、螺紋孔、臺(tái)階沉孔，形狀各異的凹槽、榫頭、榫口和滑軌、滑槽等孔槽榫軌結(jié)構(gòu)，通常采用數(shù)控加工中心在加工工件型面結(jié)構(gòu)的同時(shí)進(jìn)行孔槽榫軌結(jié)構(gòu)的鉆攻銑加工；現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)控加工中心采用旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加滾珠絲杠副拖動(dòng)X、Y、Z滑板運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)三維尋的切削加工，由于旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)需通過滾珠絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為拖動(dòng)滑板的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，拖動(dòng)速度慢，拖動(dòng)速度< 100米/分鐘；拖動(dòng)加速度低，最大加速度為1.5g，導(dǎo)致機(jī)床三維尋的速度慢，加工效率低；此外，由于滾珠絲杠副易因工作磨損而產(chǎn)生間隙，使得機(jī)床三維尋的定位精度衰減快；由于材料彈性的限制滾珠絲杠副不宜過長，限制了數(shù)控加工中心的工作行程長度；因此，現(xiàn)有技術(shù)存在尋的效率低、定位精度衰減快、工作行程局限的問題與不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本發(fā)明采用由直線電機(jī)來拖動(dòng)X、Y軸滑板，由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加滾珠絲杠副拖動(dòng)Z軸滑板進(jìn)行三維尋的鉆銑加工的技術(shù)方案，提供一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床，利用直線電機(jī)拖動(dòng)速度快、加速度高、定位精度高、無磨損衰減、無行程長度限制的特性，旨在使數(shù)控鉆銑加工機(jī)床克服現(xiàn)有技術(shù)的弊端，達(dá)到提高尋的加工效率、減緩定位精度衰減、工作行程長度不受限的目的。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床，包括床身、立柱、工作臺(tái)、正交拖板、X滑座副、Y滑座副、Z滑座副、主軸電機(jī)、X軸直線電機(jī)、Y軸直線電機(jī)，其中:所述的床身為矩形平臺(tái)狀的中空鑄鐵質(zhì)構(gòu)件，床身的底部四角設(shè)有床腳，床身上面的邊緣設(shè)有向上凸出的邊框，床身上面的中后部，沿長邊中心線二側(cè)對稱設(shè)有二條向上凸出、前后方向的槽框狀凸臺(tái)稱為Y軸連接座，床身中空的內(nèi)壁上設(shè)有縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋；
[0005]所述的立柱為矩形柱狀的中空鑄鐵質(zhì)構(gòu)件，立柱前面的上中部設(shè)有二條向前凸出、上下方向且相互平行的槽框狀凸臺(tái)稱為Z軸連接座；
[0006]所述的工作臺(tái)為矩形平板狀的鑄鐵質(zhì)構(gòu)件，工作臺(tái)的上面均布設(shè)有若干與長邊平行的、用于固定工件的T形槽，工作臺(tái)的下面沿二側(cè)長邊分別設(shè)有向下凸出且相互平行的邊框稱為X滑座；
[0007]所述的正交拖板為上下面分別設(shè)有X軌基和Y軌基的矩形板狀鋼質(zhì)構(gòu)件，正交拖板的上面沿二側(cè)長邊分別設(shè)有向上凸出且相互平行的軌道稱為X軌基，正交拖板的下面，位于短邊中心線的二側(cè)對稱設(shè)有向下凸出的且相互平行的軌道稱為Y軌基，所述X軌基和Y軌基俯視投影正交；
[0008]所述的X滑座副為由X滾子導(dǎo)軌副和X軸直線電機(jī)構(gòu)成的X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；[0009]所述的Y滑座副為由Y滾子導(dǎo)軌副和Y軸直線電機(jī)構(gòu)成的Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0010]所述的Z滑座副為由Z滑板、Z滾子導(dǎo)軌副、Z滾動(dòng)絲杠副、Z伺服電機(jī)構(gòu)成的Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，Z滑板為承載主軸電機(jī)的鋼質(zhì)滑塊構(gòu)件，Z滑板的后面設(shè)有上下方向的二條平行的軌道稱為Z軌基，所述Z滾動(dòng)絲杠副為由滾動(dòng)絲杠和滾動(dòng)螺母旋合構(gòu)成的用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)元件；所述Z伺服電機(jī)為交流同步轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電機(jī)；
[0011]所述的主軸電機(jī)為變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)刃具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)，主軸電機(jī)的輸出端設(shè)有夾持鉆攻銑刃具的夾頭；
[0012]所述的X軸直線電機(jī)為由X初級線圈、X次級線圈構(gòu)成，X初級線圈和X次級線圈作相對平行直線運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)；
[0013]所述的Y軸直線電機(jī)為由Y初級線圈和Y次級線圈構(gòu)成，Y初級線圈和Y次級線圈作相對平行直線運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)；
[0014]所述X滾子導(dǎo)軌副、Y滾子導(dǎo)軌副、Z滾子導(dǎo)軌副為由截面呈V型滾道的導(dǎo)軌和裝有滾子的滾子架構(gòu)成的用于承載物體作直線運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)軌道元件；
[0015]立柱的下面固定連接在床身的所述Y軸連接座后部的上面；Z滑板通過所述Z滾子導(dǎo)軌副連接在立柱的前面，其中，Z滾子導(dǎo)軌副的導(dǎo)軌固定在立柱的所述Z軸連接座的前面，Z滾子導(dǎo)軌副的滾子架固定在Z滑板的所述Z軌基的后面；z滾動(dòng)絲杠副的滾動(dòng)絲杠連接在立柱的二條所述Z軸連接座之間，Z滾動(dòng)絲杠副的滾動(dòng)螺母連接在Z滑板的二條所述Z軌基之間；Z伺服電機(jī)固定在立柱的所述Z軸連接座的上面且與Z滾動(dòng)絲杠副的滾動(dòng)絲杠連接；主軸電機(jī)固定裝置在Z滑板的前部；正交拖板通過所述Y滾子導(dǎo)軌副連接在床身的所述Y軸連接座前部的上面，工作臺(tái)通過所述X滾子導(dǎo)軌副連接在正交拖板的上面；其中，Y滾子導(dǎo)軌副的導(dǎo)軌固定在床身的所述Y軸連接座的上面，Y滾子導(dǎo)軌副的滾子架固定在正交拖板的所述Y軌基的下面，X滾子導(dǎo)軌副的導(dǎo)軌固定在正交拖板的所述X軌基的上面，X滾子導(dǎo)軌副的滾子架固定在工作臺(tái)的所述X滑座的下面；x軸直線電機(jī)的所述X初級線圈固定在正交拖板的上面位于二條所述X軌基之間，X軸直線電機(jī)的所述X次級線圈固定在工作臺(tái)的下面位于二條所述X滑座之間；Y軸直線電機(jī)的所述Y初級線圈固定在床身的二條所述Y軸連接座的前部之間，Y軸直線電機(jī)的所述Y次級線圈固定在正交拖板的二條所述Y軌基之間。
[0016]上述結(jié)構(gòu)表述的方向面分為上、下、左、右、前、后面，其中，前面為面對裝置主視圖的面，后面為與所述前面相對的面。
[0017]工作原理及有益效果
[0018]工作時(shí)，在配套數(shù)控電腦的控制下，X軸直線電機(jī)、Y軸直線電機(jī)分別拖動(dòng)正交拖板、工作臺(tái)進(jìn)行平面坐標(biāo)尋的運(yùn)動(dòng)，協(xié)同由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)和滾珠絲杠副拖動(dòng)的Z軸滑板引導(dǎo)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)刃具作三維尋的鉆攻銑加工。
[0019]本裝置利用直線電機(jī)拖動(dòng)速度快，可達(dá)300米/分鐘；加速度高，可達(dá)IOg ;定位精度高，可達(dá)±0.001毫米；運(yùn)行無磨損；無行程長度限制，設(shè)計(jì)制造加長數(shù)控雕銑機(jī)床時(shí)，只需將初級線圈分段連接鋪設(shè)在加長的床身上，不論有多長，均不會(huì)對機(jī)床運(yùn)行系統(tǒng)剛度產(chǎn)生影響，使數(shù)控機(jī)床避免了由旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)加滾珠絲杠副拖動(dòng)的弊端，提高了尋的加工效率、消除了定位精度的衰減、滿足了任何行程長度的設(shè)計(jì)需求。
[0020]本裝置的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.一種高效數(shù)控鉆銑加工機(jī)床，包括床身(I)、立柱(2)、工作臺(tái)(3)、正交拖板(4)、X滑座副(5)、Y滑座副(6)、Z滑座副(7)、主軸電機(jī)(75)、X軸直線電機(jī)⑶、Y軸直線電機(jī)(9)，其特征在于:所述的床身⑴為矩形平臺(tái)狀的中空鑄鐵質(zhì)構(gòu)件，床身⑴的底部四角設(shè)有床腳，床身(I)上面的邊緣設(shè)有向上凸出的邊框，床身(I)上面的中后部，沿長邊中心線二側(cè)對稱設(shè)有二條向上凸出、前后方向的槽框狀凸臺(tái)稱為Y軸連接座，床身(I)中空的內(nèi)壁上設(shè)有縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋； 所述的立柱(2)為矩形柱狀的中空鑄鐵質(zhì)構(gòu)件，立柱(2)前面的上中部設(shè)有二條向前凸出、上下方向且相互平行的槽框狀凸臺(tái)稱為Z軸連接座； 所述的工作臺(tái)(3)為矩形平板狀的鑄鐵質(zhì)構(gòu)件，工作臺(tái)(3)的上面均布設(shè)有若干與長邊平行的、用于固定工件的T形槽，工作臺(tái)(3)的下面沿二側(cè)長邊分別設(shè)有向下凸出且相互平行的邊框稱為X滑座； 所述的正交拖板(4)為上下面分別設(shè)有X軌基和Y軌基的矩形板狀鋼質(zhì)構(gòu)件，正交拖板(4)的上面沿二側(cè)長邊分別設(shè)有向上凸出且相互平行的軌道稱為X軌基，正交拖板的下面，位于短邊中心線的二側(cè)對稱設(shè)有向下凸出的且相互平行的軌道稱為Y軌基，所述X軌基和Y軌基俯視投影正交； 所述的X滑座副(5)為由X滾子導(dǎo)軌副(51)和X軸直線電機(jī)⑶構(gòu)成的X軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述的Y滑座副(6)為由Y滾子導(dǎo)軌副(61)和Y軸直線電機(jī)(9)構(gòu)成的Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 所述的Z滑座副(7)為由Z滑`板(71)、Z滾子導(dǎo)軌副(72)、Z滾動(dòng)絲杠副(73)、Z伺服電機(jī)(74)構(gòu)成的Z軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，Z滑板(71)為承載主軸電機(jī)(75)的鋼質(zhì)滑塊構(gòu)件，Z滑板(71)的后面設(shè)有上下方向的二條平行的軌道稱為Z軌基，所述Z滾動(dòng)絲杠副(73)為由滾動(dòng)絲杠和滾動(dòng)螺母旋合構(gòu)成的用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)元件；所述Z伺服電機(jī)(74)為交流同步轉(zhuǎn)動(dòng)伺服電機(jī)； 所述的主軸電機(jī)(75)為變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)刃具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)式電機(jī)，主軸電機(jī)(75)的輸出端設(shè)有夾持鉆攻銑刃具的夾頭； 所述的X軸直線電機(jī)(8)為由X初級線圈(81)、X次級線圈(82)構(gòu)成，X初級線圈(81)和X次級線圈(82)作相對平行直線運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)； 所述的Y軸直線電機(jī)(9)為由Y初級線圈(91)和Y次級線圈(92)構(gòu)成，Y初級線圈(91)和Y次級線圈(92)作相對平行直線運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)； 所述X滾子導(dǎo)軌副(51)、Y滾子導(dǎo)軌副(61)、Z滾子導(dǎo)軌副(72)為由截面呈V型滾道的導(dǎo)軌和裝有滾子的滾子架構(gòu)成的用于承載物體作直線運(yùn)動(dòng)的滾動(dòng)軌道元件； 立柱(2)的下面固定連接在床身(I)的所述Y軸連接座后部的上面；Z滑板(71)通過所述Z滾子導(dǎo)軌副(72)連接在立柱(2)的前面，其中，Z滾子導(dǎo)軌副(72)的導(dǎo)軌固定在立柱(2)的所述Z軸連接座的前面，Z滾子導(dǎo)軌副(72)的滾子架固定在Z滑板(71)的所述Z軌基的后面；Z滾動(dòng)絲杠副(73)的滾動(dòng)絲杠連接在立柱(2)的二條所述Z軸連接座之間，Z滾動(dòng)絲杠副(73)的滾動(dòng)螺母連接在Z滑板(71)的二條所述Z軌基之間2伺服電機(jī)(74)固定在立柱(2)的所述Z軸連接座的上面且與Z滾動(dòng)絲杠副(73)的滾動(dòng)絲杠連接；主軸電機(jī)(75)固定裝置在Z滑板(71)的前部；正交拖板(4)通過所述Y滾子導(dǎo)軌副(61)連接在床身(I)的所述Y軸連接座前部的上面，工作臺(tái)(3)通過所述X滾子導(dǎo)軌副(51)連接在正交拖板(4)的上面；其中，Y滾子導(dǎo)軌副(61)的導(dǎo)軌固定在床身(I)的所述Y軸連接座的上面，Y滾子導(dǎo)軌副(61)的滾子架固定在正交拖板(4)的所述Y軌基的下面，X滾子導(dǎo)軌副(51)的導(dǎo)軌固定在正交拖板(4)的所述X軌基的上面，X滾子導(dǎo)軌副(51)的滾子架固定在工作臺(tái)(3)的所述X滑座的下面；X軸直線電機(jī)(8)的所述X初級線圈(81)固定在正交拖板(4)的上面位于二條所述X軌基之間，X軸直線電機(jī)(8)的所述X次級線圈(82)固定在工作臺(tái)(3)的下面位于二條所述X滑座之間；Y軸直線電機(jī)(9)的所述Y初級線圈(91)固定在床身(I)的二條所述Y軸連接座的前部之間，Y軸直線電機(jī)(9)的所述Y次級線圈(92)固定在正交拖板(4)的 二條所述Y軌基之間。
【文檔編號】B23Q5/36GK103862287SQ201410100155
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】伍愛民, 黃吉能, 徐建國, 俞湘, 王可長, 沈良永 申請人:寧波市凱博數(shù)控機(jī)械有限公司