石墨加工设备的制作方法

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种石墨加工设备。

背景技术：

石墨相比铜具有更加优良的导电性能，正在模具行业进行大规模的推广，随着5g时代的到来，手机外壳材质也发生很大的变化，由原来的金属和塑胶外壳升级成了玻璃材质，3d玻璃被大规模的应用在手机面板和背板上面，在3d玻璃的制造过程中有一个重要的玻璃热弯成型工艺，热弯工艺所用到夹具就是石墨材料制作的，此夹具是易耗品，需求量巨大，加之市场对石墨的各方面发展需求，使得石墨需求聚增。因此，用于加工石墨的加工设备也随之发展。

相关技术的石墨加工设备包括底座、支撑于所述底座的工作台和支撑横梁、安装于所述支撑横梁的滑鞍装置、安装于所述滑鞍装置的主轴箱和装配于所述主轴箱的换刀装置，所述工作台沿所述底座相对滑动，所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁相对滑动，所述主轴箱相对于所述滑鞍装置相对滑动。

然而，相关技术的石墨加工装置中，所述工作台沿所述底座相对滑动，所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁相对滑动，所述主轴箱相对于所述滑鞍装置相对滑动时，三处位置均采用滚柱丝杆与滚珠导轨配合实现相对滑动，该结构长期使用会磨损较大，严重影响所述石墨加工设备的寿命以及加工精度，且导致生产成本增加。

因此，有必要提供一种新的石墨加工设备解决上述问题。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是提供一种使用寿命长、精度高及生产成本低的石墨加工设备。

为解决上述问题，本发明提供了一种石墨加工设备，包括底座、支撑于所述底座的工作台、垂直固定于所述底座的支撑横梁、安装于所述支撑横梁的滑鞍装置、安装于所述滑鞍装置的主轴箱和装配于所述主轴箱的换刀装置。所述石墨加工设备还包括驱动所述工作台相对于所述底座沿所述石墨加工设备的x轴方向往复运动的第一动力装置、驱动所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁沿所述石墨加工设备的y轴方向往复运动的第二动力装置，以及驱动所述主轴箱相对于所述滑鞍装置沿所述石墨加工设备的z轴方向往复运动的第三动力装置；所述第一动力装置包括分别固定于所述底座的第一直线电机磁板和第一直线导轨以及固定于所述工作台的第一直线电机动子和第一滑块，所述第一直线导轨包括至少两根且分别位于所述第一直线电机磁板的相对两端，所述第一滑块位于所述工作台的相对两端且抵接于所述第一直线导轨形成配合连接，所述第一直线电机磁板与所述第一直线电机动子相对且间隔设置。

优选的，所述第一直线电机磁板与所述第一直线电机动子正对设置且二者间隔1.2mm。

优选的，所述石墨加工设备还包括用于检测所述工作台相对于所述底座运动的距离的第一检测装置，所述第一检测装置为线性滑轨式磁栅全闭环装置。

本发明另外提供一种石墨加工设备，包括底座、支撑于所述底座的工作台、垂直固定于所述底座的支撑横梁、安装于所述支撑横梁的滑鞍装置、安装于所述滑鞍装置的主轴箱和装配于所述主轴箱的换刀装置。所述石墨加工设备还包括驱动所述工作台相对于所述底座沿所述石墨加工设备的x轴方向往复运动的第一动力装置、驱动所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁沿所述石墨加工设备的y轴方向往复运动的第二动力装置，以及驱动所述主轴箱相对于所述滑鞍装置沿所述石墨加工设备的z轴方向往复运动的第三动力装置；所述第二动力装置包括分别固定于所述支撑横梁的第二直线电机磁板和第二直线导轨以及固定于所述滑鞍装置的靠近所述支撑横梁一侧的第二直线电机动子和第二滑块，所述第二直线导轨包括至少两根且分别位于所述第二直线电机磁板的相对两端，所述第二滑块位于所述滑鞍装置的相对两端且抵接于所述第二直线导轨形成配合连接，所述第二直线电机磁板与所述第二直线电机动子相对且间隔设置。

优选的，所述第二直线电机磁板与所述第二直线电机动子正对设置且二者间隔1.2mm。

优选的，所述石墨加工设备还包括用于检测所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁运动的距离的第二检测装置，所述第二检测装置为线性滑轨式磁栅全闭环装置。

本发明同时还提供一种石墨加工设备，包括底座、支撑于所述底座的工作台、垂直固定于所述底座的支撑横梁、安装于所述支撑横梁的滑鞍装置、安装于所述滑鞍装置的主轴箱和装配于所述主轴箱的换刀装置。所述石墨加工设备还包括驱动所述工作台相对于所述底座沿所述石墨加工设备的x轴方向往复运动的第一动力装置、驱动所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁沿所述石墨加工设备的y轴方向往复运动的第二动力装置，以及驱动所述主轴箱相对于所述滑鞍装置沿所述石墨加工设备的z轴方向往复运动的第三动力装置；所述第三动力装置包括分别固定于所述主轴箱的第三直线电机磁板和第三直线导轨以及固定于所述滑鞍装置的远离所述支撑横梁一侧的第三直线电机动子和第三滑块，所述第三直线导轨包括至少两根且分别位于所述第三直线电机磁板的相对两端，所述第三滑块位于所述滑鞍装置的相对两端且抵接于所述第三直线导轨形成配合连接，所述第三直线电机磁板与所述第三直线电机动子相对且间隔设置。

优选的，所述第三直线电机磁板与所述第三直线电机动子正对设置且二者间隔1.2mm。

优选的，所述石墨加工设备还包括用于检测所述主轴箱相对于所述滑鞍装置运动的距离的第三检测装置，所述第三检测装置为线性滑轨式磁栅全闭环装置。

优选的，所述底座包括沿所述石墨加工设备的x轴方向设于其上的排屑槽和固定安装于所述排屑槽内螺旋式排屑机。

与相关技术相比，本发明的石墨加工设备设置驱动所述工作台相对于所述底座沿所述石墨加工设备的x轴方向往复运动的第一动力装置、驱动所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁沿所述石墨加工设备的y轴方向往复运动的第二动力装置，以及驱动所述主轴箱相对于所述滑鞍装置沿所述石墨加工设备的z轴方向往复运动的第三动力装置，且使所述第一动力装置、第二动力装置及所述第三动力装置中的至少一个或多个设置为直线电机磁板与直线电机动子配合的非接触驱动结构，并配合设置直线导轨的方式共同实现动力驱动，该非接触驱动结构使得动力装置长时间运行没有磨损，从而使得所述石墨加工设备的加工精度高，可靠性好且生产成本低。

附图说明

图1为本发明石墨加工设备的部分结构示意图；

图2为本发明石墨加工设备的工作台与底座的立体结构装配图；

图3为本发明石墨加工设备的滑鞍装置与所述支撑横梁的立体结构装配图；

图4为本发明石墨加工设备的主轴箱与滑鞍装置的立体结构装配图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参阅图1，为本发明石墨加工设备的部分结构示意图。

本发明提供了一种石墨加工设备100，包括底座1、支撑于所述底座的工作台2、垂直固定于所述底座1的支撑横梁3、安装于所述支撑横梁3的滑鞍装置4、安装于所述滑鞍装置4的主轴箱5、装配于所述主轴箱5的换刀装置6、第一动力装置7、第二动力装置8以及第三动力装置9。

所述第一动力装置7用于驱动所述工作台2相对于所述底座1沿所述石墨加工设备100的x轴方向往复运动；所述第二动力装置8用于驱动所述滑鞍装置4相对于所述支撑横梁3沿所述石墨加工设备100的y轴方向往复运动；所述第三动力装置9驱动所述主轴箱5相对于所述滑鞍装置4沿所述石墨加工设备100的z轴方向往复运动。

需要说明的是，本发明的石墨加工设备100中，本实施方式定义所述石墨加工设备100的x轴方向为平行于所述底座1的长轴的方向、y轴方向为平行于所述底座1的短轴的方向，即x轴与y轴垂直且形成的平面与水平面平行；z轴方向为同时垂直于x轴和y轴的方向，即z轴垂直于水平面。

本发明的石墨加工设备100中，所述第一动力装置7、所述第二动力装置8和所述第三动力装置9中，至少有一个动力装置为非接触式结构。

本实施方式以所述第一动力装置7、所述第二动力装置8和所述第三动力装置9均为非接触式结构为例进行说明。

所述底座1用于支撑所述工作台2，组装支撑所述支撑横梁3以及为其它安装部分提供安装位置。

更优的，所述底座1包括沿所述石墨加工设备100的x轴方向设于其上的排屑槽11和固定安装于所述排屑槽11内螺旋式排屑机12。通过所述排屑槽11和所述排屑机12的结构设置，将所述石墨加工设备100的废屑自动排出。

本实施方式中，所述底座1的侧边还设有向内侧凹陷形成的u型操作区域13，使得操作人员离工作台更近，装夹更方便，提高生产效率。

所述工作台2用于为待加工工件10提供加工场所。

请结合参阅图2，为本发明石墨加工设备的工作台与底座的立体结构装配图。所述第一动力装置7包括分别固定于所述底座1的第一直线电机磁板71和第一直线导轨72、分别固定于所述工作台2的第一直线电机动子73和第一滑块74以及第一检测装置75。

需要说明的是，所述第一直线电机磁板71和所述第一直线导轨72的位置可与所述第一直线电机动子73和所述第一滑块74的位置互换，这也是可行的，且实质上都一样。

所述第一直线电机磁板71与所述第一直线电机动子73相对且间隔设置。所述第一直线电机磁板71为永磁铁。

更优的，所述第一直线电机磁板71与所述第一直线电机动子73正对设置且二者间隔1.2mm。该结构使得所述第一动力装置7形成非接触式结构。

具体的，所述第一直线导轨72为滚柱导轨，用于为所述工作台2提供x轴方向运动的导向，所述第一直线导轨72包括至少两根，两根所述第一直线导轨72分别平行于所述第一直线电机磁板71且位于所述第一直线电机磁板71的相对两端。本实施方式中的滚柱导轨结构的刚性比相关技术中的滚珠导轨结构的刚性提高30％，提高了其使用寿命。

所述第一滑块74位于所述工作台2的相对两端且抵接于所述第一直线导轨72形成配合连接。

所述第一直线电机磁板71与所述第一直线电机动子73相互作用并产生沿x轴方向的推力，使得所述工作台2通过所述第一直线电机动子73被所述第一直线电机磁板71驱动，所述工作台2通过所述第一滑块74沿所述第一直线导轨72往复运动。

由于所述第一直线电机磁板71与所述第一直线电机动子73为非接触式结构，使得二者在相对运动中不存在磨损，避免了机械磨损产生的误差，因此，其驱动精度更高，可靠性更好。

所述第一检测装置75用于检测所述工作台2相对于所述底座1运动的距离，并反馈给控制系统(未图示)，以便实现加工精度的控制。

本实施方式中，所述第一检测装置75为线性滑轨式磁栅全闭环装置。其不仅精度高且防水防油，耐撞击，分辨率可达0.25μ。

请结合参阅图3，为本发明石墨加工设备的滑鞍装置与所述支撑横梁的立体结构装配图。

所述支撑横梁3垂直固定于所述底座1，用于为所述滑鞍装置4及所述主轴箱5提供安装位置。

所述滑鞍装置4安装于所述支撑横梁3。

所述第二动力装置8用于驱动所述滑鞍装置4相对于所述支撑横梁3沿所述石墨加工设备100的y轴方向往复运动。

所述第二动力装置8包括分别固定于所述支撑横梁3的第二直线电机磁板81和第二直线导轨82、分别固定于所述滑鞍装置4的靠近所述支撑横梁3一侧的第二直线电机动子83和第二滑块84以及第二检测装置85。

需要说明的是，所述第二直线电机磁板81和所述第二直线导轨82的位置可与所述第二直线电机动子83和所述第二滑块84的位置互换，这也是可行的，且实质上都一样。

所述第二直线电机磁板81与所述第二直线电机动子83相对且间隔设置。所述第二直线电机磁板81为永磁铁。

更优的，所述第二直线电机磁板81与所述第二直线电机动子83正对设置且二者间隔设置1.2mm。该结构使得所述第二动力装置8形成非接触式结构。

具体的，所述第二直线导轨82为滚柱导轨，用于为所述滑鞍装置4沿y轴方向运动提供导向，所述第二直线导轨82包括至少两根，两根所述第二直线导轨82分别平行于所述第二直线电机磁板81且位于所述第二直线电机磁板81的相对两端。本实施方式中的滚柱导轨结构的刚性比相关技术中的滚珠导轨结构的刚性提高30％，提高了其使用寿命。

所述第二滑块84位于所述滑鞍装置4的相对两端且抵接于所述第二直线导轨82形成配合连接。

所述第二直线电机磁板81与所述第二直线电机动子83相互作用并产生沿y轴方向的推力，使得所述滑鞍装置4通过所述第二直线电机动子83被所述第二直线电机磁板81驱动，所述滑鞍装置4通过所述第二滑块84沿所述第二直线导82往复运动。

由于所述第二直线电机磁板81与所述第二直线电机动子83为非接触式结构，使得二者在相对运动中不存在磨损，避免了机械磨损产生的误差，因此，其驱动精度更高，可靠性更好。

所述第二检测装置85用于检测所述滑鞍装置4相对于所述支撑横梁3运动的距离，并反馈给控制系统(未图示)，以便实现加工精度的控制。

本实施方式中，所述第二检测装置85为线性滑轨式磁栅全闭环装置。其不仅精度高且防水防油，耐撞击，分辨率可达0.25μ。

请结合参阅图4，为本发明石墨加工设备的主轴箱与滑鞍装置的立体结构装配图。

所述主轴箱5安装于所述滑鞍装置4，其用于安装电主轴51，以便安装所述换刀装置6。

所述换刀装置6装配于所述主轴箱5。具体与所述电主轴51固定连接并随所述电主轴51的不同转速旋转运动，通过所述电主轴51的转动为所述换刀装置6提供原始动力。

所述第三动力装置9包括分别固定于所述主轴箱5的第三直线电机磁板91和第三直线导轨92、分别固定于所述滑鞍装置4的远离所述支撑横梁3一侧的第三直线电机动子93和第三滑块94以及第三检测装置95。

需要说明的是，所述第三直线电机磁板91和所述第三直线导轨92的位置可与所述第三直线电机动子93和所述第三滑块94的位置互换，这也是可行的，且实质上都一样。

所述第三直线电机磁板91与所述第三直线电机动子93相对且间隔设置。所述第三直线电机磁板91为永磁铁。

更优的，所述第三直线电机磁板91与所述第三直线电机动子93正对设置且二者间隔1.2mm。该结构使得所述第三动力装置9形成非接触式结构。

具体的，所述第三直线导轨92为滚柱导轨，用于为所述主轴箱5沿z轴方向运动提供导向。所述第三直线导轨92包括至少两根，两根所述第三直线导轨92分别平行于所述第三直线电机磁板91且位于所述第三直线电机磁板91的相对两端。本实施方式中的滚柱导轨结构的刚性比相关技术中的滚珠导轨结构的刚性提高30％，提高了其使用寿命。

所述第三滑块94位于所述滑鞍装置4的相对两端且抵接于所述第三直线导轨92形成配合连接。

所述第三直线电机磁板91与所述第三直线电机动子93相互作用并产生沿z轴方向的推力，使得所述主轴箱5通过所述第三直线电机动子93被所述第三直线电机磁板91驱动，所述主轴箱5通过所述第三滑块94沿所述第三直线导92往复运动。

由于所述第三直线电机磁板91与所述第三直线电机动子93为非接触式结构，使得二者在相对运动中不存在磨损，避免了机械磨损产生的误差，因此，其驱动精度更高，可靠性更好。

所述第三检测装置95用于检测所述主轴箱5相对于所述滑鞍装置4运动的距离，并反馈给控制系统(未图示)，以便实现加工精度的控制。

本实施方式中，所述第三检测装置95为线性滑轨式磁栅全闭环装置。其不仅精度高且防水防油，耐撞击，分辨率可达0.25μ。

所述石墨加工设备100还包括配重气缸20，所述配重气缸20同时固定于所述主轴箱5和所述滑鞍装置4，用于在所述石墨加工设备100断电时，拉住所述主轴箱5实现悬停，防止所述主轴箱5坠落损坏，提高了所述石墨加工设备100的可靠性。

所述换刀装置6因固定于所述主轴箱5并与所述主轴51固定连接，使得所述换刀装置6可通过所述主轴箱5的直线运动和所述滑鞍装置4的直线运动并结合所述工作台2的直线运动，实现对所述工作台2上的待加工工件10进行x轴、y轴和z轴的三轴方向移动加工，完成全方位的加工工序。

与相关技术相比，本发明的石墨加工设备设置驱动所述工作台相对于所述底座沿所述石墨加工设备的x轴方向往复运动的第一动力装置、驱动所述滑鞍装置相对于所述支撑横梁沿所述石墨加工设备的y轴方向往复运动的第二动力装置，以及驱动所述主轴箱相对于所述滑鞍装置沿所述石墨加工设备的z轴方向往复运动的第三动力装置，且使所述第一动力装置、第二动力装置及所述第三动力装置中的至少一个或多个设置为直线电机磁板与直线电机动子配合的非接触驱动结构，并配合设置直线导轨的方式共同实现动力驱动，该非接触驱动结构使得动力装置长时间运行没有磨损，从而使得所述石墨加工设备的加工精度高，可靠性好且生产成本低。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。