卧式铣床的制作方法

本实用新型涉及一种卧式加工机床，特别涉及一种卧式铣床。

背景技术：

现有技术中的卧式机床，通常采用伺服电机带动滚珠丝杆进行驱动。其中，采用滚珠丝杆进行驱动存在以下缺陷：

(1)丝杠和螺母间接触式摩擦，会产生磨损，一方面，产生的磨损会影响定位精度，最终影响加工精度和表面光洁度；另一方面，长期运行磨损越来越严重，最终导致机构失效；

(2)丝杠和螺母之间有反向间隙的存在，在机构换向的过程中会产生抖动，且实际位置和理论位置会发生改变，定位精度差，影响表面加工质量；

(3)需要通过电机、联轴器然后才会传递到滚珠丝杠和运动机构，中间包括多个传动件，联轴器的弹性使整个传动链的刚性较差，从而使得定位精度和响应性均较差；

(4)伺服电机的转速有上限，导致加工速度较低，且结构较为复杂，不便于装配。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术加工速度和加工精度较低、响应性较差的缺陷，提供一种卧式铣床。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种卧式铣床，其特点在于，其包括：

一底座，所述底座的首端沿垂直方向具有相对设置的两Z轴导轨和一Z轴凹槽，所述Z轴凹槽位于两所述Z轴导轨之间；

一立柱，通过两所述Z轴导轨沿所述垂直方向滑设于所述底座的首端， 所述立柱具有一底面和一前侧面，所述立柱的前侧面上沿竖直方向具有相对设置的两Y轴导轨、一第一Y轴凹槽和一第二Y轴凹槽，所述第一Y轴凹槽和所述第二Y轴凹槽位于两所述Y轴导轨之间；

一Z轴直线电机，具有相对设置的一Z轴磁板和一Z轴电机线圈，所述Z轴磁板设于所述Z轴凹槽内，所述Z轴电机线圈设于所述立柱的底面，所述Z轴磁板和所述Z轴电机线圈之间具有一间隙；

一主轴箱，通过两所述Y轴导轨沿所述竖直方向滑设于所述立柱的前侧面，所述主轴箱上设有一主轴，所述主轴的末端沿靠近所述立柱的方向伸出所述主轴箱的底面并位于所述第一Y轴凹槽内，所述第一Y轴凹槽的深度大于所述主轴的末端的伸出长度、宽度大于所述主轴的末端的截面宽度；

一Y轴直线电机，具有相对设置的一Y轴磁板和一Y轴电机线圈，所述Y轴磁板设于所述第二Y轴凹槽内，所述Y轴电机线圈设于所述主轴箱的底面，所述Y轴磁板和所述Y轴电机线圈之间具有一间隙。

所述卧式铣床中，沿所述垂直方向和所述竖直方向的运动分别采用所述Z轴直线电机、所述Y轴直线电机进行驱动。首先，以所述Z轴直线电机为例，所述Z轴磁板和所述Z轴电机线圈之间具有间隙，并不是接触式摩擦，避免了由于摩擦而造成的加工精度较低及振动；然后，采用所述Z轴直线电机和所述Y轴直线电机直接进行驱动，省去了中间的多个传动件，提高了定位精度，响应性较好；最后，加工速度较高，且结构简单。

另外，所述立柱上设有所述第一Y轴凹槽，主要是为了防止所述主轴箱在运动的过程中，所述主轴和所述立柱发生碰撞。

较佳地，所述底座的尾端沿水平方向具有相对设置的两X轴导轨和一X轴凹槽，所述X轴凹槽位于两所述X轴导轨之间；

所述卧式铣床还包括：

一工作台，通过两所述X轴导轨沿所述水平方向滑设于所述底座的尾端；

一X轴直线电机，具有相对设置的一X轴磁板和一X轴电机线圈，所述X轴磁板设于所述X轴凹槽内，所述X轴电机线圈设于所述工作台的底 面，所述X轴磁板和所述X轴电机线圈之间具有一间隙。

沿所述水平方向的运动也采用所述X轴直线电机进行驱动，进一步提高了加工速度和加工精度，响应性更好。

较佳地，所述X轴磁板和所述X轴电机线圈之间的间隙为0.7～1mm，所述Y轴磁板和所述Y轴电机线圈之间的间隙为0.7～1mm，所述Z轴磁板和所述Z轴电机线圈之间的间隙为0.7～1mm。

以所述X轴磁板和所述X轴电机线圈之间的间隙为例，若间隙过大，则磁场强度过小，由此产生的推力也较小；若间隙过小，则工作环境中的粉尘或其他杂质易通过所述间隙进入，会对直线电机的表面产生磨损，从而影响直线电机的正常工作。

较佳地，所述卧式铣床还包括：

一X轴光栅尺，所述X轴光栅尺的尺身固设于所述底座的尾端并位于其中一所述X轴导轨的外侧、读数头设于所述工作台；

一Y轴光栅尺，所述Y轴光栅尺的尺身固设于所述立柱的前侧面并位于其中一所述Y轴导轨的外侧、读数头设于所述主轴箱；

一Z轴光栅尺，所述Z轴光栅尺的尺身固设于所述底座的首端并位于其中一所述Z轴导轨的外侧、读数头设于所述立柱。

采用所述X轴光栅尺、所述Y轴光栅尺和所述Z轴光栅尺分别对所述工作台、所述主轴箱和所述立柱的位移进行检测，实现全闭环控制，能够进一步提高定位精度和响应性，最终提高加工精度和加工速度。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型中的卧式铣床，所述主轴箱沿所述竖直方向的运动、所述立柱沿所述垂直方向的运动及所述工作台沿所述水平方向的运动均采用直线电机进行驱动，提高了加工速度和加工精度，且响应性较好；另外，所述卧式铣床结构简单，便于装配。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例的卧式铣床的结构示意图。

图2为图1中A部分的局部放大结构示意图。

图3为图1中沿B向的结构示意图。

图4为图3中C部分的局部放大结构示意图。

图5为图1中D部分的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

1：底座

11：X轴导轨

12：X轴凹槽

13：Z轴导轨

14：Z轴凹槽

2：立柱

21：Y轴导轨

22：第一Y轴凹槽

23：第二Y轴凹槽

3：工作台

4：主轴箱

41：主轴

5：X轴直线电机

51：X轴磁板

52：X轴电机线圈

6：Y轴直线电机

61：Y轴磁板

62：Y轴电机线圈

7：Z轴直线电机

71：Z轴磁板

72：Z轴电机线圈

8：水平方向

9：垂直方向

10：竖直方向

101：X轴光栅尺

102：Y轴光栅尺

103：Z轴光栅尺

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，卧式铣床包括底座1、立柱2、工作台3、主轴箱4、X轴直线电机5、Y轴直线电机6和Z轴直线电机7。其中，工作台3沿水平方向8滑设于底座1的尾端；立柱2沿垂直方向9滑设于底座1的首端；立柱2具有一底面和一前侧面，主轴箱4沿竖直方向10滑设于立柱2的前侧面。

如图1和图2所示，底座1的尾端沿水平方向8具有两相对设置的X轴导轨11和一X轴凹槽12，X轴凹槽12位于两X轴导轨11之间。其中，工作台3通过两X轴导轨11沿水平方向8滑设于底座1的尾端。另外，X轴直线电机5具有相对设置的一X轴磁板51和一X轴电机线圈52，X轴磁板51设于X轴凹槽12内，X轴电机线圈52设于工作台3的底面，X轴磁板51和X轴电机线圈52之间具有一间隙(未示出)，且该间隙为0.7mm。

如图1、图3和图4所示，底座1的首端沿垂直方向9具有相对设置的两Z轴导轨13和一Z轴凹槽14，Z轴凹槽14位于两Z轴导轨13之间。其中，立柱2通过两Z轴导轨13沿垂直方向9滑设于底座1的首端。另外，Z轴直线电机7具有相对设置的一Z轴磁板71和一Z轴电机线圈72，Z轴磁板71设于Z轴凹槽14内，Z轴电机线圈72设于立柱2的底面，Z轴磁板71和Z轴电机线圈72之间具有一间隙(未示出)，且该间隙为0.7mm。

如图1和图5所示，立柱2的前侧面上沿竖直方向10具有相对设置的两Y轴导轨21、一第一Y轴凹槽22和一第二Y轴凹槽23，第一Y轴凹槽22和第二Y轴凹槽23位于两Y轴导轨21之间。其中，主轴箱4通过两Y轴导轨21沿竖直方向10滑设于立柱2的前侧面；主轴箱4上设有一主轴41，主轴41的末端沿靠近立柱2的方向伸出主轴箱4的底面并位于第一Y轴凹槽22内，第一Y轴凹槽22的深度大于主轴41的末端的伸出长度、宽度大于主轴41的末端的截面宽度。第一Y轴凹槽22主要是为了防止主轴箱4在运动的过程中，主轴41和立柱2发生碰撞。

如图1和图5所示，Y轴直线电机6具有相对设置的一Y轴磁板61和一Y轴电机线圈62，Y轴磁板61设于第二Y轴凹槽23内，Y轴电机线圈62设于主轴箱4的底面，Y轴磁板61和Y轴电机线圈62之间具有一间隙(未示出)，且该间隙为0.7mm。

如图1所示，所述卧式铣床还包括X轴光栅尺101、Y轴光栅尺102和Z轴光栅尺103。其中，X轴光栅尺101的尺身固设于底座1的尾端并位于其中一个X轴导轨11的外侧、读数头设于工作台3；Y轴光栅尺102的尺身固设于立柱2的前侧面并位于其中一个Y轴导轨21的外侧、读数头设于主轴箱4；Z轴光栅尺103的尺身固设于底座1的首端并位于其中一个Z轴导轨13的外侧、读数头设于立柱2。

采用X轴光栅尺101、Y轴光栅尺102和Z轴光栅尺103分别对工作台3、主轴箱4和立柱2的位移进行检测，实现全闭环控制，能够进一步提高加工精度。

所述卧式铣床中，沿水平方向8、垂直方向9和竖直方向10的运动分别采用X轴直线电机5、Z轴直线电机7和Y轴直线电机6进行驱动。首先，直线电机中的磁板和电机线圈之间具有间隙，并不是接触式摩擦，避免了由于摩擦而造成的抖动导致加工精度降低和表面光洁度变差的缺陷；然后，采用直线电机直接进行驱动，省去了中间的多个传动件，定位精度高、刚性好、响应速度快、加工精度更高；最后，加工速度较高，且结构简单。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。