一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床的制作方法

本实用新型属于机械加工领域，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。

技术实现要素：

本实用新型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，本实用新型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。

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，旋转台的旋转中心固定于床身上，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，所述立柱的竖直端为中空的框架结构，x轴驱动装置为同步双驱动结构，即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。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过优化x轴导轨的布局形式，实现了x轴运动部件的质心支撑，消除了由于x轴运动部件悬垂而对立柱产生的倾覆力矩，大大减小了立柱的变形量，提升了立柱的静、动刚度，以及x轴的动态特性。

附图说明

图1是现有卧式机床机构示意图。

图2是本实用新型实施例1的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的x轴导轨布局结构示意图。

图4是本实用新型实施例2的结构示意图。

图5是本实用新型实施例2的x轴导轨布局结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1。

结合图2和图3所示，本实用新型的一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，由床身1、立柱2、滑座3、主轴箱4、旋转台5、工作台6、x轴导轨7、x轴滑块8、x轴驱动装置9、y轴导轨10、y轴滑块11、y轴驱动装置12、z轴导轨13、z轴滑块14、以及z轴驱动装置15组成。立柱2为l型结构，包括水平端和竖直端，水平端固定于床身1上，竖直端位于水平端的后侧并且为墙体结构；x轴导轨7分别固定于立柱2水平端的上端面和竖直端的内侧面，滑座3分别通过其底面和后侧面设置的x轴滑块8作用于三根x轴导轨7上，可在x轴驱动装置9作用下沿x轴方向往复移动。主轴箱4通过y轴导轨10和y轴滑块11安装于滑座3的前端，并在y轴驱动装置12作用下沿y轴方向往复移动。旋转台5通过z轴导轨13和z轴滑块14安装于床身上，可在z轴驱动装置15的作用下沿z轴方向往复移动；工作台6安装于旋转台5上，一方面可随旋转台一起沿z轴方向往复移动，另一方面可在旋转台5的带动下绕旋转台中心转动。

实施例2。

结合图4和图5所示，本实用新型的一种具有零悬垂滑座结构的卧式机床，由床身1、立柱2、滑座3、主轴箱4、旋转台5、工作台6、x轴导轨7、x轴滑块8、第一x轴驱动91、第二x驱动92、y轴导轨10、y轴滑块11、y轴驱动装置12、z轴导轨13、z轴滑块14、z轴驱动装置15和滑枕16组成。立柱2为l型结构，包括水平端和竖直端，水平端固定于床身1上，竖直端位于水平端的后侧并且为中空的框架结构；x轴导轨7分别固定于立柱2水平端的上端面和竖直端内侧面的上部，滑座3分别通过其底部和后侧设置的x轴滑块8作用于两根x轴导轨7上，可在第一x轴驱动91和第二x驱动92的同步作用下沿x轴方向往复移动。主轴箱4通过z轴导轨13和z轴滑块14安装于滑枕16上，可在z轴驱动装置15的作用下沿z轴方向往复移动；滑枕16则通过y轴导轨10和y轴滑块11安装于滑座3上，可在y轴驱动装置12作用下沿y轴方向往复移动。旋转台5的旋转中心固定于床身1上，工作台6安装于旋转台5上，可在旋转台5的带动下绕旋转中心转动。

本实用新型采用l型立柱的设计，优化了x轴导轨的布局，通过在x轴运动部件底部设置x轴导轨支撑，可消除由于x轴运动部件悬垂而带来的不利影响，并且x轴导轨的支撑位置可根据x轴运动部件的质心来确定，实现x轴运动部件的零悬垂，有效消除由于x轴运动部件悬垂而对立柱产生的倾覆力矩，大大减小立柱的变形量。

尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。