专利名称：花岗石精密数控机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种采用花岗石材料制作精密数控机床，尤其是工作台固定立式平面精密数控机床的花岗石机架或床身。
背景技术：
占机床类产品重量的80％以上是铸件，而铸铁件以其良好的抗震性和成形性能，一直是机床类产品基本构架(如床身，立柱，工作台，床头箱，铣头箱等)的唯一应用材料。就精密机床而言，采用铸铁件作机床的基本构架，为了提高精度保持性，对于HT200级别以上的铸件，必须采用时效的方法以减小其内应力，然而，无论是自然时效，还是人工热时效，都不能完全消除其内应力(低于70％)，加工之后，释放残余应力周期还很长(热时效后约需100～150天)，制约了机床整机精度的进一步提高。由于残余应力的自然释放，引起装配零件的翘曲变形，铲刮的工作量很大。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足之处而提供一种可获得比铸造零件通过机加工更高的精确度、更高的硬度以及更好的尺寸稳定性，通过准确计算连接元件的大小和布局，合理确定花岗石构件之间以及花岗石构件与金属构件之间连接方式而形成的花岗石精密数控机床。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到这种采用花岗石材料制作的花岗石精密数控机床，其特殊之处在于与花岗石底板垂直的花岗石鞍座支板的上端固接花岗石鞍座，花岗石鞍座的上端安装有可作三维的横向(X向)运动、纵向(Y向)运动以及垂直(Z向)运动的铣头箱总成，花岗石底板与花岗石鞍座支板构成一体的直角边形成的空间内，固接有通过花岗石工作台支板支撑的铸铁工作台，位于底板、鞍座之间，工作台支板、鞍座支板、铸铁工作台之侧，并将其通过紧固件连接成一个完整坚固整体的是立板，花岗石鞍座支板背面固接电气控制箱。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到
铣头箱总成由装在鞍座直线导轨及直线导轨中间滚珠丝杆上可作横向(X向)运动的滑架部件、滑架部件上端通过置入直线导轨上的滑块组以及直线导轨中间滚珠丝杆上可作纵向(Y向)运动的花岗石滑座，滑架部件与花岗石滑座位于铸铁工作台一侧且与其垂直装在直线导轨上的滑块组及直线导轨中间滚珠丝杆上可作垂直(Z向)运动的金属滑枕，鞍座上滑架部件、花岗石滑座与金属滑枕的滚珠丝杆端各连接交流饲服驱动电机组成。
滑架部件由底端中间部位固接滚珠丝杆的螺母、底端沿安装在花岗石鞍座上的直线导轨方向上对称固接有直线导轨上的滑块组；上部安装有与底部横向(X向)运动的直线导轨相垂直的纵向(Y向)运动的直线导轨滑块组；安在花岗石滑座的底部作纵向(Y向)运动的直线导轨组成。
花岗石滑座由呈L形的滑座座体、L形滑座座体的两直角边有与之形成一体的加强筋板、滑座体底部两侧安装有可作纵向运动的直线导轨、直线导轨与滑架部件上的滑块组构成一个纵向运动付，直线导轨中间固接有可作纵向运动的滚珠丝杆的螺母，与底面呈90°角L形花岗石滑座体正面固接一使主轴箱体作垂直运动的金属滑枕组成。
与花岗石滑座相固接的金属滑枕的正面两侧装有使铣头箱作上下垂直运动的直线导轨滑块组，上下运动的直线导轨装在铣头箱的背面，在直线导轨中间部位固接有滚珠丝杆、装在滚珠丝杆端部的交流饲服电机及轴承座固定在金属滑座的上部，而上下垂直运动的滚珠丝杆螺母则固定在铣头箱背面二直线导轨之间，铣头箱内部安装有该机床的工作中心电主轴。
花岗石构件之间、花岗石构件与金属构架之间采用镶嵌不锈钢螺钉套和钻出等强度要求的沉头孔进行连接。花岗石构件之间、花岗石构件与铸铁工作台之间或与金属滑枕之间在其结合面上涂覆有一层不饱和树脂粘接剂。
本实用新型相比现有技术，具有如下优点1.提高了机床的整体加工精度。机床花岗石机架或床身的形位公差，如平面度、平行度、垂直度，一般都能轻易地达到3.5～4级精度，比常规的机床加工零件高出2个精度等级。
2.加快了制造进度。由于花岗石零件无加工后的残余应力，精度保持性好，免去了装配工序的铲刮工作量，使装配周期缩短30％左右。
3.降低了制造成本。与同样外形尺寸的铸铁件机架相比，花岗石机架的制造成本约为铸造加工件的70％。
4.不需要二次加工。由于花岗石零件的加工精度通常是通过切割后研磨获得的，因而成型后，无需二次加工。
图1是本实用新型的立体图。
图2是本实用新型的主视图。
图3是本实用新型的俯视图。
图4是本实用新型的左视图。
图5、图6是本实用新型花岗石构件之间、花岗石构件与金属构件之间连接的示意图。
图7、图8是本实用新型花岗石机架与铸铁工作台板组合的立体图。
图9是本实用新型花岗石机架中鞍座与底板、铸铁工作台与底板之间的连接示意图。
图10是本实用新型花岗石机架鞍座与铸铁工作台的俯视图。
图11是本实用新型花岗石机架、铸铁工作台的左向剖视图。
图12是本实用新型在花岗石构件上预埋螺母桩的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型下面将结合附图作进一步详述采用花岗石材料制作高速精密工作台固定立式平面数控铣床机架或床身。其立体图如图1所示。机器的护罩、换刀机构和驱动电机图中未示，其结构组成如下与花岗石底板10垂直一体的花岗石鞍座支板110的上端，固接花岗石鞍座11，花岗石鞍座11的上端连接可作三维的横向(X向)运动、纵向(Y向)运动以及垂直(Z向)运动的铣头箱总成3，花岗石底板10与花岗石鞍座支板110构成一体连接的两直角边形成的空间内，固接通过花岗石工作台支板20支撑的铸铁工作台2。位于底板10、鞍座11之间，工作台支板20、鞍座支板110、铸铁工作台2之侧，将其通过不锈钢螺钉14连接成一个完整坚固整体的是立板12(见图11)，花岗石鞍座支板110背面固接电气控制箱7(见图4)。其中花岗石鞍座11装有使铣头箱总成3作横向运动的直线导轨30，在二直线导轨30之间安装由使铣头箱总成3作横向运动的滚珠丝杆31及交流饲服驱动电机34和轴承座。铣头箱总成3由使铣头箱60作横向、纵向运动的金属滑架部件4、使铣头箱60作纵向和上下垂直运动的过渡元件的花岗石滑座5和使铣头箱60任上下垂直直线运动的金属滑枕6以及装有电主轴35和上下垂直运动的直线导轨30、铣头箱60组成。
滑架部件4由底端中间部位固接滚珠丝杆31的螺母33、底端沿安装在花岗石鞍座11上的直线导轨30方向上对称固接有直线导轨30上的滑块组32；上部安装有与底部横向(X向)运动的直线导轨30向垂直的纵向(Y向)运动的直线导轨滑块组32；安在花岗石滑座5的底部作纵向(Y向)运动的直线导轨30组成(见图4)。
花岗石滑座5由呈L形的滑座座体50、L形滑座座体50的两直角边有与之形成一体的加强筋板51、滑座体50底部两侧安装有可作纵向运动的直线导轨30、直线导轨30与滑架部件4上的滑块组32构成一个纵向运动付，直线导轨30中间固接有可作纵向运动的滚珠丝杆31的螺母33，与底面呈90°角L形花岗石滑座体50正面固接一使主轴箱体作垂直运动的金属滑枕6组成(见图1)。
与花岗石滑座5相固接的金属滑枕6的正面两侧装有使铣头箱60作上下垂直运动的直线导轨滑块组33，上下运动的直线导轨装在铣头箱60的背面，在直线导轨30中间部位固接有滚珠丝杆31、装在滚珠丝杆31端部的交流饲服电机34及轴承座固定在金属滑座的上部，而上下垂直运动的滚珠丝杆螺母33则固定在铣头箱60背面二直线导轨之间，铣头箱60内部安装有该机床的工作中心电主轴35。
花岗石构件1之间、花岗石构件1与金属构架之间采用镶嵌不锈钢螺钉套和钻出等强度要求的沉头孔进行连接。花岗石构件1之间、花岗石构件1与铸铁工作台2之间或与金属滑枕6之间在其结合面上涂覆有一层不饱和树脂粘接剂。特别注意的是，花岗石构件内的不锈钢螺孔套14的外形尺寸(直径×长度)，花岗石构件不锈钢螺孔套14之间的最小间隔，花岗石构件不锈钢螺孔套14与花岗石构件1边缘之间的最小距离，以及花岗石构件内的螺栓沉头孔的开孔尺寸，都应符合等强度要求，花岗石构件内不锈钢螺孔套14与花岗石构件1之间的粘接强度，应达到规定的最低扭矩要求接触面之间粘接剂的粘接强度不得低于200公斤力/厘米2。
权利要求1.一种采用花岗石材料制作的花岗石精密数控机床，其特征在于与花岗石底板垂直的花岗石鞍座支板的上端固接花岗石鞍座，花岗石鞍座的上端安装有可作三维的横向(X向)运动、纵向(Y向)运动以及垂直(Z向)运动的铣头箱总成；花岗石底板与花岗右鞍座支板构成一体的直角边形成的空间内，固接有通过花岗石工作台支板支撑的铸铁工作台，位于底板、鞍座之间，工作台支板、鞍座支板、铸铁工作台之侧，并将其通过紧固件连接成一个完整坚固整体的是立板；花岗石鞍座支板背面固接电气控制箱。
2.根据权利要求1所述的花岗石精密数控机床，其特征在于铣头箱总成由装在鞍座直线导轨及直线导轨中间滚珠丝杆上可作横向(X向)运动的滑架部件、滑架部件上端通过置入直线导轨上的滑块组以及直线导轨中间滚珠丝杆上可作纵向(Y向)运动的花岗石滑座，滑架部件与花岗石滑座位于铸铁工作台一侧且与其垂直装在直线导轨上的滑块组及直线导轨中间滚珠丝杆上可作垂直(Z向)运动的金属滑枕；滑架部件、花岗石滑座与金属滑枕的滚珠丝杆端各连接交流饲服驱动电机组成。
3.根据权利要求1或2所述的花岗石精密数控机床，其特征在于滑架部件由底端中间部位固接滚珠丝杆的螺母、底端沿安装在花岗石鞍座上的直线导轨方向上对称固接有直线导轨上的滑块组；上部安装有与底部横向(X向)运动的直线导轨相垂直的纵向(Y向)运动的直线导轨滑块组；安在花岗石滑座的底部作纵向(Y向)运动的直线导轨组成。
4.根据权利要求1或2所述的花岗石精密数控机床，其特征在于花岗石滑座由呈L形的滑座座体、L形滑座座体的两直角边有与之形成一体的加强筋板、滑座体底部两侧安装有可作纵向运动的直线导轨、直线导轨与滑架部件上的滑块组构成一个纵向运动付，直线导轨中间固接有可作纵向运动的滚珠丝杆的螺母，与底面呈90°角L形花岗石滑座体正面固接一使主轴箱体作垂直运动的金属滑枕组成。
5.根据权利要求1或2所述的花岗石精密数控机床，其特征在于与花岗石滑座相固接的金属滑枕的正面两侧装有使铣头箱作上下垂直运动的直线导轨滑块组，上下运动的直线导轨装在铣头箱的背面，在直线导轨中间部位固接有滚珠丝杆、装在滚珠丝杆端部的交流饲服电机及轴承座固定在金属滑座的上部，而上下垂直运动的滚珠丝杆螺母则固定在铣头箱背面二直线导轨之间，铣头箱内部安装有该机床的工作中心电主轴。
6.根据权利要求1所述的花岗石精密数控机床，其特征在于花岗石构件之间、花岗石构件与金属构架之间采用镶嵌不锈钢螺钉套和钻出等强度要求的沉头孔进行连接。
7.根据权利要求1所述的花岗石精密数控机床，其特征在于花岗石构件之间、花岗石构件与铸铁工作台之间或与金属滑枕之间在其结合面上涂覆有一层不饱和树脂粘接剂。
专利摘要本实用新型涉及一种采用花岗石材料合理确定花岗石构件之间以及花岗石构件与金属构件之间连接方式制作的精密数控机床，尤其是工作台固定立式平面花岗石精密数控机床。它可获得比铸造零件通过机加工更高的精确度、更高的硬度、更好的尺寸稳定性，其结构与花岗石底板垂直的花岗石鞍座支板的上端固接花岗石鞍座，花岗石鞍座的上端安装有可作三维的横向(X向)运动、纵向(Y向)运动以及垂直(Z向)运动的铣头箱总成。花岗石底板与花岗石鞍座支板构成一体的直角边形成的空间内，固接有通过花岗石工作台支板支撑的铸铁工作台。位于底板、鞍座之间，工作台支板、鞍座支板、铸铁工作台之侧，并将其通过紧固件连接成一个完整坚固整体的是立板。花岗石鞍座支板背面固接电气控制箱。
文档编号B23Q1/00GK2638911SQ0322492
公开日2004年9月8日 申请日期2003年4月7日 优先权日2003年4月7日
发明者刘萍 申请人:帝马数字机器(深圳)有限公司