一种方形滑枕框架结构的制作方法

本实用新型涉及龙门机床领域，具体涉及一种方形滑枕框架结构。

背景技术：

方形滑枕是龙门数控加工机床的核心动力结构，方形滑枕的结构直接影响着滑枕的刚性、运动精度和对加工工件的质量，因而方形滑枕的结构设计是非常重要。

目前，常见的加工机床，其滑枕轨道采用四面硬轨或者双线轨，单丝杠配合平衡油缸驱动滑枕沿滑鞍上下移动。四面硬轨的刚性好，但摩擦阻力较大，不适用于快速切削，另外由于塞铁需配研，从而塞铁与方形滑枕之间必存在间隙，切削时易产生振动；双线轨可保证更高的速度、加工精度及稳定性，但刚性不足，不适用于高强度、重型切削加工，由于双线轨始终承受着滑枕的倾斜力，造成导轨面磨损不均匀；同时由于单丝杠与平衡油缸在响应时间上存在偏差，造成起动不同步，影响加工精度。

由于上述原因，采用四面硬轨或者双线轨，单丝杠配合平衡油缸驱动滑枕，已满足不了现在的高速、高刚性、高精度的生产需求，进而影响到加工零件的精度和效率。

技术实现要素：

本实用新型提供一种方形滑枕框架结构，解决了现有的方形滑枕结构存在的易振动，刚性不足的问题。

本实用新型提供一种方形滑枕框架结构，包括方形滑枕、滑鞍、矩形框架，所述滑鞍为四面封闭的箱式结构，所述滑鞍置于所述矩形框架内，且可沿所述矩形框架内侧的水平导轨移动，所述方形滑枕上设置有四条竖直导轨和两根滚珠丝杠，所述方形滑枕置于所述滑鞍内；所述滑鞍包括两个水平滑板和两个竖直滑板，两个水平滑板分别与所述水平导轨的滑块连接，两个竖直滑板分别与所述竖直导轨的滑块连接；两个竖直滑板还分别与所述滚珠丝杠连接，所述滚珠丝杠由电机驱动，从而带动所述方形滑枕在所述滑鞍内上下移动。

本实用新型的方形滑枕框架结构采用四线轨结构并通过双滚珠丝杠、双电机驱动系统，确保机床高刚性、高强度、高速度及高加工精度；双滚珠丝杠、双电机驱动系统可实现两个驱动单元对方形滑枕的同步，增强方形滑枕沿箱式结构上下移动的稳定性和可靠性。

进一步，四条竖直导轨位于所述方形滑枕的两个相对的侧面上，且分别靠近所述方形滑枕的四条棱边处。四条竖直导轨呈左右对称布置，受力均匀，能够承受4个方向的负荷和翻转力矩，能承受的切削扭矩比较大，刚性好。

进一步，还包括轴承组件，所述滚珠丝杠通过该轴承组件安装在所述方形滑枕的侧面上。

进一步，还包括支撑架，所述横梁的两端置于该支撑架上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

(1)方形滑枕安装在由水平滑板和竖直滑板组成的滑鞍内，采用四线轨结构并通过双丝杠驱动系统驱动，响应快；

(2)方形滑枕采用四线轨结构能承受4个方向的负荷和翻转力矩，且各面与导轨无间隙，有效地提高了吸收刀具切削时产生振动的能力，提高了导轨的寿命及滑块静载的安全系数；

(3)方形滑枕的重心位于双丝杠驱动系统的中心线上，改善了轮廓的加工精度，提高了加工面的质量，同时重心驱动方式具有较好的抗震效果。

附图说明

图1为方形滑枕框架结构的立体结构示意图；

图2为方形滑枕框架结构的主视图；

图3为方形滑枕框架结构的俯视图；

图4为方形滑枕框架结构的右视图；

图5为方形滑枕框架结构的左视图；

附图标记：1.方形滑枕、2.横梁、3.横梁直线导轨、4.端板、5.支撑架、6.第一z轴滑板、7.第一直线导轨、8.第一y轴滑板、9.第二直线导轨、10.第二z轴滑板、11.第三直线导轨、12.第二y轴滑板、13.第四直线导轨、14.第一伺服电机、15.第一轴承组件、16.第一滚珠丝杠、17.第二伺服电机、18.第二轴承组件、19.第二滚珠丝杠。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1和图2所示，本实用新型的方形滑枕框架结构包括方形滑枕1、横梁2、横梁直线导轨3、端板4、支撑架5，其中，方形滑枕1位于两根平行的横梁2之间。横梁2的两端放置在支撑架5上，两根横梁2的端部与两个端板4连接形成矩形框架。在本实施例中，以方形滑枕1的长度方向为z轴方向，以横梁2的长度方向为y轴方向，以横梁2的宽度方向为x轴方向。两根横梁2的内侧分别沿长度方向(即y轴方向)设置有横梁直线导轨3，横梁直线导轨3为水平直线导轨。

如图3所示，方形滑枕1装在由第一z轴滑板6、第一y轴滑板8、第二z轴滑板10和第二y轴滑板12连接围成的箱式结构(即滑鞍)内。其中，第一y轴滑板8、第二y轴滑板12为水平滑板，分别安装在两根横梁2的横梁直线导轨3的滑块上，从而使方形滑枕1能够相对于横梁2沿y轴方向来回移动。第一z轴滑板6、第二z轴滑板10为竖直滑板，分别安装在方形滑枕1剩余两个侧面的直线导轨的滑块上，从而使方形滑枕1能够在箱式结构内上下移动，即方形滑枕1能够相对于横梁2沿z轴方向来回移动。

在图3所示的实施例中，方形滑枕1的直线导轨采用四线轨结构并通过双丝杠驱动系统驱动，具体的，方形滑枕1的一个侧面上沿z轴方向安装有第一直线导轨7和第四直线导轨13，另一个相对的侧面上沿z轴方向安装有第二直线导轨9和第三直线导轨11。四条直线导轨为四条竖直直线导轨，安装位置靠近方形滑枕1的四条棱边，呈左右对称布置，受力均匀，能够承受4个方向的负荷和翻转力矩，能承受的切削扭矩比较大，刚性好；而且方形滑枕1可吸收安装面的装配误差，得到高精度的诉求，方形滑枕1的侧面与四条直线导轨无间隙，有效地提高了吸收刀具切削时产生振动的能力，并很好地防止了导轨系统启停时的振荡。

如图4和图5所示，方形滑枕1的一个侧面上沿z轴方向安装有第一滚珠丝杠16及第一轴承组件15，第一z轴滑板6与第一滚珠丝杠16连接；另一个相对的侧面上沿z轴方向安装有第二滚珠丝杠19及第二轴承组件18，第二z轴滑板10与第二滚珠丝杠19连接。方形滑枕1的顶部安装有第一伺服电机14和第二伺服电机17，第一伺服电机14驱动第一滚珠丝杠16，第二伺服电机17驱动第二滚珠丝杠19，从而使方形滑枕1相对于第一z轴滑板6和第二z轴滑板10上下移动。这种双丝杠驱动的方式彻底解决了机床启动时动作延迟甚至爬行现象，方形滑枕1的重心位于双丝杠驱动系统的中心线上，改善了轮廓加工精度，提高了加工面的质量，同时重心驱动方式具有较好的抗震效果，可减少刀具的磨损，大幅提高机床的生产效率。

本实用新型的方形滑枕框架结构的安装方法包括下列步骤：

(1)先将方形滑枕1放置在安装平台上，将第一直线导轨7放置在方形滑枕1的导轨安装面上，检查第一直线导轨7的安装螺孔与方形滑枕1的螺孔位置是否正确，放入锁紧螺栓，用手推将第一直线导轨7的基准面与靠山面紧贴，依次将锁紧螺栓拧紧(实际扭力的30％)，用塞尺检查靠山面，0.02mm塞尺不入，校直第一直线导轨7后，预紧导轨螺栓扭力为额定扭力的80％，检查第一直线导轨7的直线度：0.01mm/2m，全长0.03mm；

(2)用步骤(1)中的方法将第二直线导轨9、第三直线导轨11、第四直线导轨13分别安装到方形滑枕1的相应安装面上，用准直仪检查第一直线导轨7、第二直线导轨9、第三直线导轨11、第四直线导轨13的直线度：全长0.03mm；用准直仪检查第一直线导轨7、第二直线导轨9、第三直线导轨11、第四直线导轨13的平行度：0.03mm；分别紧固第一直线导轨7、第二直线导轨9、第三直线导轨11、第四直线导轨13的螺栓(按额定螺栓扭矩)，顺序为从各直线导轨的中间螺栓开始依次对称拧紧；

(3)将第一滚珠丝杠16装入第一轴承组件15，将第二滚珠丝杠19装入第二轴承组件18，将第一滚珠丝杠16及第一轴承组件15、第二滚珠丝杠19及第二轴承组件18分别放置在方形滑枕1的轴承座安装面上，用螺栓拧紧第一轴承组件15和第二轴承组件18；在第一直线导轨7、第二直线导轨9、第三直线导轨11、第四直线导轨13的滑块上吸上磁性表架，装上千分表，在第一滚珠丝杠16、第二滚珠丝杠19的两端分别在150mm范围内打表，要求第一滚珠丝杠16、第二滚珠丝杠19的侧母线0--0，上母线0～0.015mm；

(4)将第一z轴滑板6安装在第一直线导轨7和第四直线导轨13的滑块上，将第二z轴滑板10安装在第二直线导轨9和第三直线导轨11的滑块上，将第一滚珠丝杠16与第一z轴滑板6螺栓连接，将第二滚珠丝杠19与第二z轴滑板10螺栓连接；

(5)将第一z轴滑板6、第二z轴滑板10分别与第一y轴滑板8、第二y轴滑板12连接，使得第一z轴滑板6、第一y轴滑板8、第二z轴滑板10和第二y轴滑板12围成四面封闭的箱式结构；

(6)将两根横梁2平行地立在支撑架5上，使两条横梁直线导轨3向内，并保持一定间距，吊起步骤(1)至步骤(5)的组件置于两根横梁2之间，用螺栓分别将两条横梁直线导轨3的滑块锁紧在第一y轴滑板8、第二y轴滑板12的安装面上，调整两根横梁2的间距，在两根横梁2的两端安装两个端板4，用直角尺校正y轴与z轴的重直度，要求垂直度为0.02mm。

上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本实用新型权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。