一种动柱式机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及大型机械加工设备技术领域，具体而言，涉及一种动柱式机床。
【背景技术】
[0002]现有机床，特别是大、长形机床，其支撑面多采用整体和加厚结构。结合图1至图4所示，一种大型机床，包括基座10’、托板20’、立柱30’、主轴箱40’、第一传动机构51’、第二传动机构52’、第三传动机构53’ ；所述基座10’上设有第一线性导轨，所述托板20’滑动配合在第一线性导轨上，所述第一传动机构51’连接基座10’和托板20’，第一传动机构51’驱动托板20’在第一线性导轨上左右移动；所述托板20’上设有第二线性导轨，所述立柱30’滑动配合在第二线性导轨上，所述第二传动机构52’包括滚珠丝杆副二，滚珠丝杆副二的丝杆安装在托板20’上，滚珠丝杆副二的螺母连接立柱30’，第二传动机构52’驱动立柱30’在托板20’上前后移动；所述立柱30’上设有第三线性导轨，所述主轴箱40’滑动配合在第三线性导轨上，所述第三传动机构53’包括滚珠丝杆副三，滚珠丝杆副三的丝杆安装在支柱上，滚珠丝杆副三的螺母连接主轴箱40’，第三传动机构53’驱动主轴箱40’在立柱30’上作上下移动。
[0003]上述大型机床的结构厚重，导致成本增加，且造成铸件消除内应力回火处理的困难。
【发明内容】
[0004]本发明所解决的技术问题:现有机床，特别是大、长形机床，其支撑面多采用整体和加厚结构，结构的厚、重导致成本增加，且造成铸件消除内应力回火处理的困难。本发明提供如下技术方案:
一种动柱式机床，包括基座、托板、立柱、主轴箱、第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构；
所述基座上设有第一线性导轨，所述托板滑动配合在第一线性导轨上，所述第一传动机构连接基座和托板，第一传动机构驱动托板在第一线性导轨上左右移动；
所述托板上设有第二线性导轨，所述立柱滑动配合在第二线性导轨上，所述第二传动机构包括滚珠丝杆副二，滚珠丝杆副二的丝杆安装在托板上，滚珠丝杆副二的螺母连接立柱，第二传动机构驱动立柱在托板上前后移动；
所述立柱上设有第三线性导轨，所述主轴箱滑动配合在第三线性导轨上，所述第三传动机构包括滚珠丝杆副三，滚珠丝杆副三的丝杆安装在支柱上，滚珠丝杆副三的螺母连接主轴箱，第三传动机构驱动主轴箱在立柱上作上下移动；
所述基座为拱形结构，所述拱形结构包括纵横交错的拱形腔。
[0005]按上述技术方案，本发明引用桥梁力学的拱形结构原理，将机床的基座设置为拱形结构，具体地，机床基座支撑面为拱形结构，如此，可以减少基座的壁厚，减少生产的成本，同时为铸件内应力消除的人工时效处理，提供了通透性基础。
[0006]基于上述技术方案，作为本发明对基座结构的进一步说明，所述基座包括工件支撑部和立柱支撑部，工件支撑部和立柱支撑部并列设置，工件支撑部呈长方体状，工件支撑部内开设第一纵向拱形腔和多个第一横向拱形腔，第一纵向拱形腔与多个第一横向拱形腔正交。所述工件支撑部的侧壁上开设多个第二横向拱形腔，多个第二横向拱形腔与第一纵向拱形腔连通；所述立柱支撑部呈长方体状，立柱支撑部内开设多排第三纵向拱形腔和多列第三横向拱形腔，多排第三纵向拱形腔与多列第三横向拱形腔正交；所述基座上开设纵向通孔和横向通孔；所述纵向通孔和横向通孔的横截面积为圆形或方形。
[0007]按上述说明，所述第一纵向拱形腔、第一横向拱形腔、第二横向拱形腔、第三纵向拱形腔、第三横向拱形腔均可使基座的壁厚减少、重量减轻、成本降低。与此同时，纵横交错的第一纵向拱形腔和第一横向拱形腔，按序并列设置的第二横向拱形腔，纵横交错的第三纵向拱形腔和第三横向拱形腔，以及基座上开设的纵向通孔和横向通孔可使基座的通透性变得更佳，便于铸件内应力消除的人工时效处理。其中，第一纵向拱形腔和第一横向拱形腔的高度相同，第二横向拱形腔的高度略低于第一横向拱形腔，第三纵向拱形腔和第三横向拱形腔的高度相同；基座上开设的纵向通孔和横向通孔可以为多个，纵向通孔和横向通孔可开设在基座厚度尺寸较大的地方，在保证基座结构强度的前提下，以进一步减轻基座的重量，提升基座的通透性。
[0008]基于上述对于基座结构的说明，所述基座的底面上设有多根拉筋，多根拉筋交织成一个网状结构，网状结构的基本单元网格呈菱形。所述网状结构亦可称为板状筋结构，即，多根拉筋处于同一平面上，所述拉筋亦可称为拉索。
[0009]本发明引用桥梁力学的拱形结构原理，在机床的基座上设置多个纵横交错的各类拱形腔，以减少壁厚，同时为铸件内应力消除的人工时效处理，提供了通透性基础。但是，拱形腔的存在使得基座的刚性、稳定性略显不足。按上述对于基座结构的说明，本发明引用桥梁力学的拉索结构原理，将基座的底面即支撑面，用多根拉筋连接，多根拉筋交织成一个网状结构，即一个板状筋结构。如此，形成了机床结构整体互拉的效果，从而提高了机床的刚性和稳定性。
[0010]基于上述对于基座结构的说明，所述网状结构具体设置在立柱支撑部的底面上，网状结构的交叉点位于第三横向拱形腔的中央处。即网状结构中各根拉筋的交叉点位于各个第三横向拱形腔的中央处。所述第三横向拱形腔的数量视基座的占地面积而定，相应地，网状结构中各根拉筋的数量，以及各根拉筋的交叉点的数量亦视基座的占地面积而定。
[0011]按上述对于基座结构的说明，本发明应用桥梁力学的拱形、拉索结构设计基座，在此基础上，本发明对基座的整体结构进行模块化设计，具体为:所述工件支撑部由多个纵向并列的工件支撑部模块组成，所述立柱支撑部由多个纵向并列的立柱支撑部模块组成，工件支撑部模块的数量等于立柱支撑部模块的数量，工件支撑部模块与立柱支撑部模块横向并列设置；一个工件支撑部模块与一个立柱支撑部模块构成一个模块化单元，所述基座由多个纵向并列的模块化单元组成。作为一种优选，上述一个工件支撑部模块包括一个与第一纵向拱形腔正交的第一横向拱形腔；所述一个立柱支撑部模块包括一列与第三纵向拱形腔正交的第三横向拱形腔。其中，所述纵向为基座的长度方向，亦即工件支撑部和立柱支撑部的长度方向；所述横向为基座的宽度方向，亦即工件支撑部和立柱支撑部的宽度方向。
[0012]通过上述模块化设计，本发明发生以下有益效果:第一，快速满足市场对不同机床规格需求，减少设计时间；第二，方便铸造木模的模块化对接，缩短铸件生产时间、降低成本；第三，方便机加工所需工装对接，减少基准定位误差，提高效率。
[0013]关于驱动托板在第一线性导轨上左右移动的第一传动机构，即驱使立柱在基座的长度方向上移动的第一传动机构，按现有技术中，一般采用的是齿轮、齿条带动托板而实现，如此，势必形成立柱左右移动速度受限、精度较低的先天不足，同时其传动力臂的偏移，对立柱移动时的稳定性大打折扣。针对此，本发明一改现有技术中齿轮、齿条带动托板的结构设计，将所述第一传动机构设计成如下结构:包括滚珠丝杆副一，滚珠丝杆副一的丝杆安装在基座上，滚珠丝杆副一的螺母连接托板。采用精密级滚珠丝杆副带动托板，实现立柱的左右移动，一步达到精密、快速及对中的稳定运动。