由矿物铸料制成的机床的制作方法

本实用新型涉及一种由矿物铸料制成的机床。

背景技术：

现有技术是，机床、例如由申请DE 20 2015 007 147.3/中国申请号201620226406.6已知的龙门式铣床由矿物铸料制成。在前述应用中已经指出了在已知机床结构中RAM连接的缺陷。在市场上虽然此间有由灰口铸铁制成的机床结构，这些机床结构减少所述缺陷，但仍然不是如在矿物铸料中可能的那样优化的。

技术实现要素：

因此，本实用新型的目的在于，将Z-RAM如此尽可能刚性地这样集成到机床中、特别是到龙门式机床中，使得在机床中必须运动的所有部件在加工工件时具有尽可能最大的刚度。

为了给Z-RAM赋予必需的刚度，材料——矿物铸料是适合的，因为利用该材料，例如利用由铸铁制成的结构不能实现的或不能低成本地实现的结构是可能的。

矿物铸料这种材料比例如灰口铸铁好10倍地缓冲和减少振动，这主要显著改善机床的精度，但也积极地影响机床的消声。矿物铸料不导电，在浇注之后具有小很多的体积变化并且借此在浇注物硬化之后具有非常小的内部应力，相比于灰口铸铁对于温度波动的反应慢很多。这就是为什么最开始在1980年由矿物铸料制造磨床的原因。

但所有这些优点不是提高机床中的Z-RAM的刚度的原因，而是提高Z-RAM的刚度的原因是改变的机械结构的可能性，其能够实现 Z-RAM的希望的更高的刚度。

此外，要积极地注意到，代替铸铁或钢使用的每吨矿物铸料阻止 1.5t的CO₂排放和节省8000kWh的能量，这只仅在生铁生产中产生并且消耗。

矿物铸料指的是如下材料，所述材料视需要而定由不同的组成部分组成。基础材料可以是按照Fuller(福勒)的级配曲线(Sieblinie) 的玄武岩/石英混合物，具有千分之几mm至0.5mm的粉粒、0.5至 8mm的细粒和8至16mm的粗粒，视应该生产什么部件而定。这些硬岩石例如与环氧树脂和硬化剂混合。完成的产品在模具中硬化并且然后相对于铸铁具有之前所述的优点。不过，显著的优点之一是，在所有的矿物铸料结构成型时的非常大的自由度，几乎各种成型由此是可能的，因为事后矿物铸料部件可以不可脱开地相互连接——粘接和浇注——并且这样产生利用灰口铸铁不可仿形的机床部件。

按照本实用新型，所述目的利用如下的特征有效地通过如下方式实现，即，超越德国申请DE 20 2015 007 147.3和中国申请 201620226406.6，Z-RAM结构的刚度的能利用本实用新型实现的优点还通过RAM本身的改变的矿物铸料结构和复合结构方式改进。本申请的改进还在于，已消除了RAM在德国申请DE 20 2015 007 147.3/ 中国申请201620226406.6的结构中狭小的运动可能性的缺陷，通过如下方式：在所有介绍的应用、即图1、图2、图3中，Z-RAM结合到水平的滑座中，并且在图3中居于中央地通过机床的水平的桥部件结合，不同于在德国申请DE 20 2015 007 147.3/中国申请201620226406.6 中介绍的那样。

为了实现最大的刚度，RAM如迄今为止那样利用总共4件滚动支承导向系统装配在Y轴中，但不再如此使得仅仅桥部件能水平运动，而是RAM集成在滑座中，该滑座能水平运动，与桥部件的运动是否沿纵向方向进行无关。

根据本实用新型的机床、特别是龙门式机床由矿物铸料制成，包括装配在机床的滑座中的Z-RAM，该滑座即机床的Z-RAM装配在其中的部分，所述Z-RAM是在工作台上沿Z方向来回运动的部分，滑座在最终装配Z-RAM之前由两个部分组成并且在装配Z-RAM之后在接合部位处被粘接和浇注，使得Z-RAM在所有侧面被包围地能在该滑座中以高的刚度运动，并且所述机床的Z-RAM以复合结构方式制成，在该复合结构方式中，Z-RAM的外壳和内部件通过浇注过程以矿物铸料不可动地并且相互固定地定位和连接，使得Z-RAM由此在质量相对小的情况下获得很高的刚度并且因此能比传统结构方式的 Z-RAM所允许的情况更快地运动。

根据本实用新型的一种优选方案，所述机床的Z-RAM居于中央地设置在滑座中、在所有侧面被滑座包围，并且同时也在中间设置在机床的桥部件中，并且因此与滑座和桥部件一起以最大的刚度形成一个对称的单元。

根据本实用新型的另一种优选方案，所述机床的Z-RAM装配在机床的桥部件之外、但在所有侧面被滑座包围地装配在滑座中。

根据本实用新型的再一种优选方案，所述机床的Z-RAM以复合结构方式制成，在该复合结构方式中，Z-RAM的外壳和内部件通过浇注过程以矿物铸料不可动地并且相互固定地定位和连接，使得 Z-RAM由此在质量相对小的情况下获得很高的刚度并且因此能比传统结构方式的Z-RAM所允许的情况更快地运动。

附图说明

在附图中示意性地示出并且更详细地描述各一个实施例：

图1以三维视图示出由矿物铸料制成的龙门式机床的示意图，其在所有三个轴上装备有直线电机，在所有三个轴上装备有直线导向系统，未示出的夹紧系统也集成在其中，该夹紧系统防止在能量供给失灵时能利用直线电机运动的机床滑座会不受控制地继续运动，Z-RAM 被滑座包围，RAM装配在该滑座中。滑座水平地在桥部件上运动。 RAM装配在其中的滑座在最终装配RAM之前由两部分组成并且在装配RAM之后被粘接和浇注，使得RAM在所有侧面被包围地能在该滑座中并且随着该滑座以高的刚度运动。

图2以三维视图示出与图1中所示类似的实施方式的由矿物铸料制成的龙门式机床的示意图，区别仅仅在于，该机床的龙门架固定，并且取而代之，工作台在龙门立柱之间运动。RAM以相同的方式集成在滑座中，如在图1的机床中那样。

图3示出龙门式机床的另一实施方式，在该龙门式机床中不同于图1和图2的实施例中那样，RAM不仅居于中央地集成在水平地在机床的桥部件上运动的滑座中，而且在中间定位在桥部件中，这导致， RAM获得尽可能最大的刚度。

如已经在图1和图2的滑座中那样，该滑座在RAM最终装配到该滑座中之前也由两个部分组成。然而，具有重要的第一优点：绝对居于中央装配到该滑座中的可能性；以及具有重要的第二优点：滑座也包围桥部件并且与在桥部件的前侧上的导向系统并与在桥部件的后侧上的未示出的导向系统一起形成一个对称的单元，该单元导致RAM 在该结构中的优化的刚度。

图4示出以三维示意示出的复合结构方式的Z-RAM6，在该复合结构方式中，RAM的外壳和内部件由坚实的板材管或浇注管制成并且矿物铸料嵌入这两个部分之间，该矿物铸料将这两个部件以所希望的方式定位并且导致优化的刚度。在浇注过程之前，这两个管被如此准备，使得在矿物铸料的浇注过程和硬化之后可以将必需的直线导向系统、滚珠轴承座或直线电机等以相应的精度装配到外壳上。

具体实施方式

图1以三维视图示出由矿物铸料制成的龙门式机床的示意图，其在所有三个轴上装备有直线电机1，在所有三个轴上装备有直线导向系统2，一个未示出的夹紧系统3也集成在其中，该夹紧系统防止在能量供给失灵时能利用直线电机1运动的机床滑座4、5和Z-RAM6 会不受控制地继续运动，装备有一Z-RAM6，该Z-RAM被滑座5包围，Z-RAM6装配在该滑座中。Z-RAM6装配在其中的滑座5在最终装配Z-RAM6之前由两个部分7、8组成并且在装配Z-RAM6之后在接合部位9处被粘接和浇注，使得Z-RAM6在所有侧面被包围地能在该滑座中以高的刚度运动。

图2以三维视图示出由矿物铸料制成的龙门式机床的示意图，其在所有三个轴上装备有直线电机1，在所有三个轴上装备有直线导向系统2，一未示出的夹紧系统3也集成在其中，该夹紧系统防止在能量供给失灵时能利用直线电机1运动的机床滑座5以及工作台10和 Z-RAM6会不受控制地继续运动，装备有一Z-RAM6，该Z-RAM被滑座5包围，Z-RAM6装配在该滑座中。Z-RAM6装配在其中的滑座 5在最终装配Z-RAM6之前由两个部分7、8组成并且在装配Z-RAM6 之后在接合部位9处被粘接和浇注，使得Z-RAM6在所有侧面被包围地能在该滑座中以高的刚度运动。

图3示出龙门式机床的另一实施方式，在该龙门式机床中不同于图1和图2的实施例中那样，Z-RAM6不仅在中央11集成在能水平地在图3的机床的桥部件4上运动的滑座5中，而且在中间12定位在桥部件4中，这导致，Z-RAM6获得尽可能最大的刚度。

如已经在图1和图2的机床的滑座5中那样，该滑座5在Z-RAM6 最终装配之前也由两个部分7、8组成，该滑座在装配Z-RAM6之后在接合部位9处被粘接和浇注，使得Z-RAM6在所有侧面被包围地装配在该滑座5中并且滑座5同时也包围桥部件4并且与在桥部件的前侧上的导向系统2并与在桥部件4的后侧上的未示出的导向系统2一起形成一个对称的单元，该单元导致Z-RAM6在该结构中的优化的刚度。

图4以剖视图示出以三维示意示出的复合结构方式的Z-RAM6，在该复合结构方式中，Z-RAM6的外壳13和内部件14由坚实的板材管或浇注管制成并且矿物铸料16嵌入这两个部分之间，该矿物铸料将外壳13和内部件14以所希望的方式定位并且因此导致优化的刚度。在浇注过程之前，外壳13和内部件14被如此准备，使得在矿物铸料 16的浇注过程和硬化之后可以将必需的直线导向系统2、直线电机1 等以相应的精度装配到外壳13上。

附图标记列表

1 直线电机

2 直线导向系统

3 未示出的夹紧系统

4 桥部件

5 滑座

6 Z-RAM

7 滑座部分

8 滑座部分

9 接合部位

10 工作台

11 滑座5的中央

12 桥部件的中间

13 外壳

14 内部件

15 矿物铸料