CN110722197A - 一种超精密三轴铣床 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机床领域，特别涉及一种超精密三轴铣床。本发明采用的技术方案是：一种超精密三轴铣床，包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴进给组件和基座组件，X轴运动组件包括X轴上溜板、X轴下溜板、X轴侧溜板、X轴气浮导轨、X轴直线电机，Y轴运动组件包括Y轴上溜板、Y轴下溜板、Y轴侧溜板、Y轴气浮导轨以及Y轴直线电机，Z轴进给组件包括Z轴上溜板、Z轴下溜板、Z轴侧溜板，Z轴气浮导轨、Z轴直线电机和Z轴电主轴，基座组件包括底座、基座平台。本发明的优点是：采用高精密的气浮导轨与机床运动部件相结合，有效的减少了机床的自振动，提高了导轨运动的定位精度和重复定位精度，有利于提高产品的加工精度和加工效果。

Description

一种超精密三轴铣床
技术领域
本发明涉及机床领域，特别涉及一种超精密三轴铣床。
背景技术
立式铣床是一种通用金属切削机床，生产率要比卧式铣床高，机床的主轴锥孔可直接或通过附件安装各种圆柱铣刀、成型铣刀、端面铣刀、角度铣刀等刀具。随着时代的发展，科技水平在不断提升，对机械产品的精度和表面质量的要求也在不断提高，使用普通机床显然不能满足一些高精度机械产品的质量要求。因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的缺陷，提供了一种高效、稳定的超精密三轴铣床。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种超精密三轴铣床，包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴进给组件和基座组件，所述X轴运动组件通过X轴气浮导轨与Y轴上溜板固定连接，
所述X轴运动组件包括X轴上溜板、与X轴上溜板配合的X轴下溜板、连接在X轴上溜板和X轴下溜板之间的X轴侧溜板、X轴气浮导轨、X轴直线电机，所述X轴直线电机设置在X轴气浮导轨上，X轴上溜板与X轴直线电机固定连接，X轴气浮导轨设置在X轴上溜板和X轴下溜板之间，在所述X轴气浮导轨上设有光栅尺以及与光栅尺配合使用的光电传感器，待加工工件放置在所述X轴上溜板的上表面上；
所述Y轴运动组件安装固定在基座平台上，所述Y轴运动组件包括Y轴上溜板、与Y轴上溜板配合的Y轴下溜板、连接在Y轴上溜板和Y轴下溜板之间的Y轴侧溜板、Y轴气浮导轨以及Y轴直线电机，Y轴气浮导轨设置在Y轴上溜板和Y轴下溜板之间，所述Y轴直线电机置在Y轴气浮导轨上，Y轴上溜板与Y轴直线电机固定连接；
所述Z轴进给组件倒立安装在所述龙门架上，所述进给组件包括Z轴上溜板、与Z轴上溜板配合的Z轴下溜板、连接在Z轴上溜板和Z轴下溜板之间的Z轴侧溜板，Z轴气浮导轨、Z轴直线电机和Z轴电主轴，所述Z轴直线电机设置在Z轴气浮导轨上，所述Z轴电主轴通过安装座安装固定在Z轴气浮导轨的下端部，Z轴电主轴的锥孔可直接或通过附件安装刀具，Z轴上溜板、Z轴下溜板以及Z轴侧溜板固定安装在龙门架对应的侧面上；
所述基座组件包括底座，在所述底座上设有基座平台，所述基座平台安装固定在底座上，在基座平台的四个角下端面与底座的上端面之间分别安装固定有独立隔振器，所述基座平台的两侧分别设有侧护板，在两个侧护板的顶部之间设有上护板，在上护板上安装有高出上护板一定高度的龙门架。
进一步的技术方案是：
在所述X轴气浮导轨的两端分别设有缓冲器，所述缓冲器通过缓冲器支架固定安装在X轴气浮导轨的两端。
所述X轴上溜板的两个侧边上沿其长度方向安装有长条状的挡屑板。
Y轴上溜板的端部之间安装有线架座。
所述Z轴气浮导轨上也设有缓冲器，所述缓冲器通过缓冲器支架固定安装在Z轴气浮导轨的下端。
由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明的超精密三轴铣床，采用高精密的气浮导轨与机床运动部件相结合，设计了一种气浮导轨运动三轴铣床，有效的减少了机床的自振动，并极大提高了导轨运动的定位精度和重复定位精度，有利于提高产品的加工精度和加工效果。
2、本发明的超精密三轴铣床，Y轴上溜板与X轴导轨直接连接的方式，使得机床空间更加紧密，结构紧凑，能有效降低产品的使用成本。
附图说明
图1本发明立体结构示意图。
图2为本发明X轴运动组件结构示意图。
图3为本发明Y轴运动组件结构示意图。
图4为本发明Z轴进给组件结构示意图。
图5为本发明基座组件结构示意图。
以上附图中：1、X轴运动组件，1-1、X轴上溜板，1-2、X轴下溜板，1-3、X轴气浮导轨，1-4、X轴直线电机，1-5、X轴侧溜板，1-6、光电传感器，1-7、缓冲器，1-8、缓冲器支架，1-9、挡屑板，1-10、光栅尺，2、Y轴运动组件，2-1、Y轴上溜板，2-2、Y轴下溜板，2-3、Y轴直线电机，2-4、Y轴侧溜板，2-5、线架座，2-6、Y轴气浮导轨，3、Z轴进给组件，3-1、Z轴上溜板，3-2、Z轴下溜板，3-3、Z轴侧溜板，3-4、Z轴气浮导轨，3-5、Z轴直线电机，3-6、Z轴电主轴，3-7、安装座，4、基座组件，4-1、底座，4-2、基座平台，4-3、侧护板，4-4、上护板，5、独立隔振器，6、龙门架。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：
如图所示，作为本发明的第一个实施例，本发明的一种超精密三轴铣床，包括X轴运动组件1、Y轴运动组件2、Z轴进给组件3和基座组件4，所述X轴运动组件1通过X轴气浮导轨1-3与Y轴上溜板2-1固定连接，
所述X轴运动组件1包括X轴上溜板1-1、与X轴上溜板1-1配合的X轴下溜板1-2、连接在X轴上溜板1-1和X轴下溜板1-2之间的X轴侧溜板1-5、X轴气浮导轨1-3、X轴直线电机1-4，所述X轴直线电机1-4设置在X轴气浮导轨1-3上，X轴上溜板1-1与X轴直线电机1-4固定连接，在所述X轴气浮导轨1-3上设有光栅尺1-10以及与光栅尺1-10配合使用的光电传感器1-6，待加工工件放置在所述X轴上溜板1-1的上表面上；
所述Y轴运动组件2安装固定在基座平台4-2上，包括Y轴上溜板2-1、与Y轴上溜板2-1配合的Y轴下溜板2-2、连接在Y轴上溜板2-1和Y轴下溜板2-2之间的Y轴侧溜板2-4、Y轴气浮导轨2-6以及Y轴直线电机2-3，所述Y轴直线电机2-3设置在Y轴气浮导轨上，Y轴上溜板2-1与Y轴直线电机2-3固定连接，Y轴气浮导轨2-6设置在Y轴上溜板2-1和Y轴下溜板2-2之间；
所述Z轴进给组件3倒立安装在所述龙门架6上，所述进给组件3包括Z轴上溜板3-1、与Z轴上溜板3-1配合的Z轴下溜板3-2、连接在Z轴上溜板3-1和Z轴下溜板3-2之间的Z轴侧溜板3-3，Z轴气浮导轨3-4、Z轴直线电机3-5和Z轴电主轴3-6，所述Z轴直线电机3-5设置在Z轴气浮导轨3-4上，所述Z轴电主轴3-6通过安装座3-7安装固定在Z轴气浮导轨3-4的下端部，Z轴电主轴3-6的锥孔可直接或通过附件安装刀具，在工作时，Z轴气浮导轨3-4带动电主轴3-6进行Z轴方向的进给运动，实现对工件进行加工；
所在基座组件4包括底座4-1，在所述底座4-1上设有基座平台4-2，所述基座平台4-2安装固定在底座4-1上，在基座平台4-2的四个角下端面与底座4-1的上端面之间分别安装固定有独立隔振器5，所述基座平台4-1的两侧分别设有侧护板4-3，在两个侧护板4-3的顶部之间设有上护板4-4在上护板4-4上安装有高出上护板4-4一定高度的龙门架6。
优选的，作为本发明的第二个实施例，本实施例是对实施例一的进一步改进，在所述X轴气浮导轨1-3的两端分别设有缓冲器1-7，所述缓冲器1-7通过缓冲器支架1-8固定安装在X轴气浮导轨1-3的两端，缓冲器导轨1-7的设置可以降低X轴上溜板1-1在运动过程中产生的震动和冲击。
优选的，作为本发明的第三个实施例，本实施例是对实施例一的进一步改进，所述X轴上溜板1-1的两个侧边上沿其长度方向安装有长条状的挡屑板1-9，挡屑板1-9的设置可以在对加工件在加工过程中产生的碎屑进行一定程度的隔挡，避免碎屑进入导轨内，影响设备的正常工作。
优选的，作为本发明的第四个实施例，在Y轴上溜板2-1的端部之间安装有线架座2-5，可以对各种线路进行集中排布。
优选的，作为本发明的第五个实施例，本实施例也是对实施例一的进一步改进，所述Z轴气浮导轨上也设有缓冲器，所述缓冲器通过缓冲器支架固定安装在Z轴气浮导轨的下端，其可以降低Z轴气浮导轨在运动过程中产生的震动和冲击。
本发明采用高精密的气浮导轨与机床运动部件相结合，设计了一种气浮导轨运动三轴铣床，有效的减少了机床的自振动，并极大提高了导轨运动的定位精度和重复定位精度，有利于提高产品的加工精度和加工效果。另外由于气浮导轨是现有产品，所以未对其具体结构作详细说明。
本发明的超精密三轴铣床的工艺流程如下：
①装载待加工件至初始加工位
1)将工件安装至X轴上溜板；
2)X轴、Y轴运动组件工作在控制***的控制下，运送工件至待加工区。
②机床加工
1)电主轴转动协同Z轴导轨进行预热；
2)加工件抵达初始加工位后，根据工件预设要求开始加工；
3)X、Y轴运动组件协同运动，完成加工。
③卸载加工件
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进或替换，这些改进或替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种超精密三轴铣床，其特征在于：包括X轴运动组件(1)、Y轴运动组件(2)、Z轴进给组件(3)和基座组件(4)，所述X轴运动组件(1)通过X轴气浮导轨(1-3)与Y轴上溜板(2-1)固定连接，
所述X轴运动组件(1)包括X轴上溜板(1-1)、与X轴上溜板(1-1)配合的X轴下溜板(1-2)、连接在X轴上溜板(1-1)和X轴下溜板(1-2)之间的X轴侧溜板(1-5)、X轴气浮导轨(1-3)、X轴直线电机(1-4)，所述X轴直线电机(1-4)设置在X轴气浮导轨(1-3)上，X轴上溜板(1-1)与X轴直线电机(1-4)固定连接，X轴气浮导轨(1-3)设置在X轴上溜板(1-1)和X轴下溜板(1-2)之间，在所述X轴气浮导轨(1-3)上设有光栅尺(1-10)以及与光栅尺配合使用的光电传感器(1-6)，待加工工件放置在所述X轴上溜板(1-1)的上表面上；
所述Y轴运动组件(2)安装在基座平台(4-2)上，其包括Y轴上溜板(2-1)、与Y轴上溜板(2-1)配合的Y轴下溜板(2-2)、连接在Y轴上溜板(2-1)和Y轴下溜板(2-2)之间的Y轴侧溜板(2-4)、Y轴气浮导轨(2-6)以及Y轴直线电机(2-3)，所述Y轴直线电机(2-3)设置在Y轴气浮导轨(2-6)上，Y轴气浮导轨(2-6)设置在Y轴上溜板(2-1)和Y轴下溜板(2-2)之间，Y轴上溜板(2-1)与Y轴直线电机(2-3)固定连接；
所述Z轴进给组件(3)倒立安装在所述龙门架(6)上，所述进给组件(3)包括Z轴上溜板(3-1)、与Z轴上溜板(3-1)配合的Z轴下溜板(3-2)、连接在Z轴上溜板(3-1)和Z轴下溜板(3-2)之间的Z轴侧溜板(3-3)、Z轴气浮导轨(3-4)、Z轴直线电机(3-5)和Z轴电主轴(3-6)，所述Z轴直线电机(3-5)设置在Z轴气浮导轨(3-4)上，所述Z轴电主轴(3-6)通过安装座(3-7)安装固定在Z轴气浮导轨(3-4)的下端部，Z轴电主轴(3-6)的锥孔可直接或通过附件安装刀具，所述Z轴上溜板(3-1)、Z轴下溜板(3-2)以及Z轴侧溜板(3-3)固定安装在龙门架(6)对应的侧面上；
所述基座组件(4)包括底座(4-1)，在所述底座(4-1)上设有基座平台(4-2)，所述基座平台(4-2)安装固定在底座(4-1)上，在基座平台(4-2)的四个角下端面与底座(4-1)的上端面之间分别安装固定有独立隔振器(5)，所述基座平台(4-1)的两侧分别设有向上延伸的侧护板(4-3)，在两个侧护板(4-3)的顶部之间设有上护板(4-4)，在上护板(4-4)上安装有高出上护板(4-4)一定高度的龙门架(6)。
2.根据权利要求1所述的一种超精密三轴铣床，其特征在于：在所述X轴气浮导轨(1-3)的两端分别设有缓冲器(1-7)，所述缓冲器(1-7)通过缓冲器支架(1-8)固定安装在X轴气浮导轨(1-3)的两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种超精密三轴铣床，其特征在于：所述X轴上溜板(1-1)的两个侧边上沿其长度方向安装有长条状的挡屑板(1-9)。
4.根据权利要求1所述的一种超精密三轴铣床，其特征在于：Y轴上溜板(2-1)的端部之间安装有线架座(2-5)。
5.根据权利要求1所述的一种超精密三轴铣床，其特征在于：所述Z轴气浮导轨(3-4)上也设有缓冲器，所述缓冲器通过缓冲器支架固定安装在Z轴气浮导轨(3-4)的下端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113400098A (zh) * 2021-06-18 2021-09-17 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 双轴气浮平台及空气静压多轴机床

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