专利名称：用直线电机驱动的机床十字滑台结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用直线电机驱动的机床十字滑台结构。
背景技术：
随着高速加工技术的应用，直线电机已被运用到高速精密数控机床的 驱动中。相比于原先的伺服电机驱动滚珠丝杠形式，直线电机直接驱动形 式的机床不但切削速度、加工效率有很大提高，而且由于无滚珠丝杠副、 零回程间隙、速度平稳、高定位精度等特点。在立式数控铣床结构中，十
字滑台既是X轴的底座又是Y轴的运动滑台，是产生受力变形最严重的部 件，因此，它在直线电机驱动的高速机床中成为保证几何精度最重要的部 件。现有技术的机床十字滑台X轴的底座和Y轴的运动滑台结构均为板式 实心结构，由于直线电机动子与定子之间有很大的电磁力，会使得机床的 滑台或导轨产生较大的形变，从而对加工精度有严格要求的机床床身及滑 台结构提出了新的要求。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用直线电机 驱动的机床十字滑台结构，它可以使机床滑台在承受直线电机动子与定子 之间强大电磁力的情况下不变形，并且能够保持运动部件的惯量较小。
实现上述目的的一种技术方案是 一种用直线电机驱动的机床十字滑 台结构，包括底座、安装在底座上端的Y轴直线电机的定子和Y轴向导轨 座、可沿Y轴向导轨座滑动且具有X轴向部和Y轴向部的十字滑台、安装 在十字滑台Y轴向部下端的Y轴直线电机的动子、安装在十字滑台X轴向 部上端的X轴直线电机的定子和X轴向导轨座、可沿X轴向导轨座滑动的工作台及安装在工作台下端的X轴直线电机的动子，其中，
所述十字滑台的X轴向部在长度方向的纵截面形状为具有若干个间隔
空腔的箱体结构；
所述十字滑台的Y轴向部的外部形状呈山形结构。
上述的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，其中，所述十字滑台的
Y轴向部的呈中空结构，该中空的截面呈等腰三角形。
上述的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，其中，所述Y轴向导轨 对称设在Y轴直线电机的定子的两侧，所述X轴向导轨对称设在X轴直线 电才几的定子的两侧。
上述的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，其中，所述X轴直线电 机的动子是通过一安装板与工作台连接的。
采用了本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结构的技术方 案，即十字滑台的X轴向部采用箱形结构，具有结构长度长，重量轻的有 点；十字滑台的Y轴向部采用山形结构，具有跨度大的有点，可用于大行 程滑台的底座，该技术方案可以使机床滑台在承受直线电机动子与定子之 间强大电磁力的情况下不变形.，并且能够保持运动部件的惯量较小。
图1为本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结构的示意图； 图2为本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结构的侧视图； 图3为本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结构的X轴向部 的截面图4为本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结构的Y轴向部 的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1至图4,本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结 构，包括底座l、十字滑台2、 Y轴直线电机3、 X轴直线电机4及工作台 5，其中，Y轴直线电片几3的定子31安装在底座1的上端； 底座1的上端还在Y轴直线电机的定子31的两侧对称安装一对Y轴 向导轨座11;
十字滑台2具有X轴向部21和Y轴向部22, X轴向部21是工作台X 向运动的底座，Y轴向部22是十字滑台2的Y轴向的运动滑台，它可沿底 座1上的Y轴向导轨座30滑动；X轴向部21在长度方向的纵截面形状为 具有若干个间隔空腔的箱体结构；Y轴向部22的外部形状呈山形结构并且 呈中空结构，该中空的截面呈等腰三角形；
Y轴直线电机的动子32安装在十字滑台2上的Y轴向部22的下端； X轴直线电机4的定子41安装在十字滑台2的X轴向部21的上端； 十字滑台2的X轴向部21的上端还在X轴直线电机4的定子41的两 侧对称安装一对X轴向导轨座40;
.X轴直线电机的动子42通过一安装板6安装在工作台5的下端； 工作台5可沿X轴向导轨座40滑动。
本实用新型的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，即十字滑台的X 轴向部采用箱形结构，具有结构长度长，重量轻的有点；十字滑台的Y轴 向部采用山形结构，具有跨度大的有点，可用于大行程滑台的底座，该技 术方案可以使机床滑台在承受直线电机动子与定子之间强大电磁力的情 况下不变形，并且能够保持运动部件的惯量较小。
在ANSYS环境下，根据十字滑台受力模型，进行强度分析得到有关参 数如下
1. 弹性模量E=l. 6EllPa;
2. 泊+〉比X=0. 25;
3. 密度p-7800Kg/m3;
4. 选用单元类型Tet 10 nodes。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的 实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的 权利要求书范围内。
权利要求1. 一种用直线电机驱动的机床十字滑台结构，包括底座、安装在底座上端的Y轴直线电机的定子和Y轴向导轨座、可沿Y轴向导轨座滑动且具有X轴向部和Y轴向部的十字滑台、连接在十字滑台Y轴向部下端的Y轴直线电机的动子、安装在十字滑台X轴向部上端的X轴直线电机的定子和X轴向导轨座、可沿X轴向导轨座滑动的工作台及连接在工作台下端的X轴直线电机的动子，其特征在于，所述十字滑台的X轴向部在长度方向的纵截面形状为具有若干个间隔空腔的箱体结构；所述十字滑台的Y轴向部的外部形状呈山形结构。
2. 根据权利要求1所述的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，其特征在于， 所迷十字滑台的Y轴向部的呈中空结构，该中空的截面呈等腰三角形。
3. 根据权利要求1所述的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，其特征在于， 所述Y轴向导轨对称设在Y轴直线电机的定子的两侧，所述X轴向导轨对称设在X 轴直线电;f几的定子的两侧。
4. 根据权利要求1所述的用直线电机驱动的机床十字滑台结构，其特征在于， 所述X轴直线电机的动子是通过一安装板与工作台连接的。
专利摘要本实用新型公开了一种用直线电机驱动的机床十字滑台结构，包括底座、安装在底座上端的Y轴直线电机的定子和Y轴向导轨座、可沿Y轴向导轨座滑动且具有X轴向部和Y轴向部的十字滑台、连接在十字滑台Y轴向部下端的Y轴直线电机的动子、安装在十字滑台X轴向部上端的X轴直线电机的定子和X轴向导轨座、可沿X轴向导轨座滑动的工作台及连接在工作台下端的X轴直线电机的动子，所述十字滑台的X轴向部在长度方向的纵截面形状为具有若干个间隔空腔的箱体结构；所述十字滑台的Y轴向部的外部形状呈山形结构。本实用新型的机床十字滑台结构，可以使机床滑台在承受直线电机动子与定子之间强大电磁力的情况下不变形，并且能够保持运动部件的惯量较小。
文档编号B23Q1/01GK201257592SQ20082015375
公开日2009年6月17日 申请日期2008年10月7日 优先权日2008年10月7日
发明者尹冠群, 杨家荣, 王宇晗, 王浩林 申请人:上海电气集团股份有限公司;上海交通大学