[发明专利]一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床

说明书

本发明涉及一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，旨在提供一种立柱刚性高、变形量小且变形量可控的箱中箱式卧式机床结构。由床身、立柱、滑座、主轴箱、工作台组成，工作台和立柱从前到后依次设置于床身上，滑座安装于立柱上，可沿X轴方向左右移动；主轴箱安装于滑座上，一方面可随滑座一起沿X轴方向移动，另一方面可沿Y轴方向上下移动；其中，立柱为L型结构，包括水平端和竖直端，水平端固定于床身上，水平端和竖直端均沿X轴方向设置有X轴导轨，滑座分别通过其底部和后侧面设置的若干X轴滑块作用于X轴导轨上，并在X轴驱动装置作用下沿X轴导轨移动。

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床。

背景技术

随着我国装备制造业的发展，精密卧式加工中心越来越受到市场的青睐。卧式加工中心领域主要有两种比较典型的结构，一种是动柱式结构，一种是框架式结构，即箱中箱结构。

动柱式卧式加工中心为防止立柱在切削力作用下产生位移和变形，立柱质量一般都较大，而较重的立柱无法实现较高的速度和加速度，使机床整体动态特性不佳。立柱阶梯结构设计的新理念，降低了立柱重量，增强了抵抗Z向切削力的能力，但带来的问题是主轴不能太长，否则Y轴移动到下方会与立柱发生干涉，并且对工作台的高度也有一定要求，无法达到较高的刚性。

箱中箱式卧式加工中心采用立柱固定、滑座带动主轴箱移动的结构形式，提高了立柱的静、动刚度，减轻了运动部件的重量，具有热变形小、刚性高、动态特性好等优势，能够满足数控机床的高速、高精度加工要求，因此成为卧式机床的主流结构。

如图1所示，现有的箱中箱式卧式机床，滑座的驱动支撑结构均设置于滑座后侧面，相当于X轴运动部件悬臂安装于立柱上，其重力会对立柱产生倾覆力矩，使立柱产生变形，另外，主轴箱在滑座上上下移动，刀具的切削力也会对立柱产生倾覆力矩，而且该倾覆力矩为变量，使立柱的变形量不可控，影响了机床精度和动态性能的提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种立柱刚性高、变形量小且变形量可控的箱中箱式卧式机床结构。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，由床身、立柱、滑座、主轴箱、工作台组成，工作台和立柱从前到后依次设置于床身上，滑座安装于立柱上，可沿X轴方向左右移动；主轴箱安装于滑座上，一方面可随滑座一起沿X轴方向移动，另一方面可沿Y轴方向上下移动；其中，立柱为L型结构，包括水平端和竖直端，水平端固定于床身上，水平端和竖直端均沿X轴方向设置有X轴导轨，滑座分别通过其底部和后侧面设置的若干X轴滑块作用于X轴导轨上，并在X轴驱动装置作用下沿X轴导轨移动。

上述一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，所述床身上设置有旋转台，旋转台通过Z轴导轨和Z轴滑块作用于床身上，在Z轴驱动装置作用下可沿Z轴方向往复移动；工作台安装于旋转台上，可在旋转台带动下绕旋转台中心转动。

上述一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，所述主轴箱通过Y轴导轨和Y轴滑块安装于滑座上，在Y轴驱动装置作用下沿Y轴方向往复移动。

上述一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，所述立柱的竖直端可以是封闭型墙体结构，也可为框架结构。

上述一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，所述X轴驱动装置可以是单驱动结构，也可以是同步双驱动结构，当为同步双驱动结构时，X轴驱动装置包含第一X轴驱动和第二X轴驱动，第一X轴驱动设置于立柱竖直端的上部，第二X轴驱动可设置于立柱竖直端的下部或者设置于立柱水平端。

上述一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，所述滑座上设置有滑枕，滑枕通过Y轴导轨和Y轴滑块与滑座安装，可在Y轴驱动装置作用下沿Y轴方向往复移动；主轴箱通过Z轴导轨和Z轴滑块安装于滑枕上，可在Z轴驱动装置作用下沿Z轴方向往复移动。