专利名称：卧式机床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种卧式机床。
背景技术：
现有的卧式机床，功能均较为单一且驱动功率消耗较大。例如习知卧式铣床的主 轴装置呈水平布置，承载工件的工作台呈水平设置，且带动工件在水平面的两个正交方向 运动，其主轴旋转中心线与两个工作台面平行。一种卧式铣床，其主轴装置设置在一套竖直的升降滑台上，配合承载工件的工作 台，实现刀具相对于工件的三维运动，完成空间切削作业。如果工件的重量与承载工件的工 作台的重量之和小于主轴重量与带动主轴运动的滑台重量之和，尤其是加工一些塑料、石 墨或轻金属小工件的场合，此种卧式铣床在垂直驱动功率布局上就显得不尽合理。还有一种卧式铣床，其设有主轴及工作台。该种卧式铣床的主轴固定在机架上，工 件固定于工作台，工件相对于刀具沿竖直方向的上下移动进给运动需要依靠与工作台垂直 的升降滑台机构来实现。因此驱动机床的动力除需要克服摩擦阻力、惯性力和切削阻力之 外，对于垂直运动的部件还需要提供克服重力的动力。由于承载工件的工作台的重量一般 都较大，因此驱动其上下移动所需的功率也较大。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种结构尺寸小，体积小，垂直方向驱 动功率较小的卧式机床结构。一种卧式机床，包括机座，工作滑台以及主轴装置。工作滑台包括安装于机座的第 一工作滑台、第二工作滑台及第三工作滑台；所述第三工作滑台设置于第二工作滑台上，所 述第三工作滑台的滑块用于支撑工件并带着工件一起运动，所述第三工作滑台运动方向大 致呈铅垂设置并随着第二滑台的滑块一起运动；所述第二工作滑台的运动方向垂直于第三 工作滑台的运动方向，第三工作滑台设置于第二工作滑台并随第二工作滑台一起运动，所 述第一工作滑台的运动方向同时垂直于第二工作滑台及第三工作滑台的运动方向，所述主 轴装置卧式设置于所述第一工作滑台，所述主轴装置上设置有主轴，主轴上设置有刀具夹 头，所述主轴的旋转中心线平行于第一工作滑台的运动方向，所述第一工作滑台带动主轴 装置沿主轴的旋转中心线方向实现进刀、退刀作业。本发明的有益效果是本发明的卧式机床通过驱动第一工作滑台、第二工作滑台 和第三工作滑台，可实现刀具相对于工件的三维运动。当工件的重量小于主轴的重量时，将 支撑工件的第三工作滑台设置成竖直方向，致使铅垂方向的运动质量小，所需的铅垂方向 驱动功率较小。本发明结构有利于轻量化，甚至可做成可携带的机床，便于教学示范，也可 应用于工业用途。且本发明的卧式机床可装夹铣刀、钻头，使该卧式机床能够实现铣、钻等 功能。本发明减少了用于克服铅垂方向载荷的动力需求，优化了驱动功率布局，减少了冗余 重量，调整、变换、使用方便，功能扩展潜力大，适用性广。
图1是本发明卧式机床的结构示意图； 图2是直线电机3-4的结构示意图3是本发明的主轴装置4的结构示意图； 图4是第一工作滑台2另一种改进的结构示意图； 图5是第二工作滑台3另一种改进的结构示意图。图6是第三工作滑台6另一种改进的结构示意图。图7是本发明卧式机床的另一实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面结合
及具体实施方式
对本发明进一步说明。请参见图1，本发明卧式机床包括机座1，第一工作滑台2，第二工作滑台3以及主 轴装置4，第一工作滑台2，第二工作滑台3均呈水平布置。本发明的卧式机床还设有第三 工作滑台6。第三工作滑台6设置在第二工作滑台3上用于支撑工件。第三工作滑台6运 动方向呈铅垂设置，其运动平面垂直于主轴装置4的旋转中心线。第二工作滑台3的运动 方向垂直于第三工作滑台6的运动方向。第一工作滑台2采用滚动导轨2-2支撑并采用直 线电机2-3驱动。第二工作滑台3采用滚动导轨3-3支撑并采用直线电机3-4驱动。主轴 装置4设置在第一工作滑台2上，呈卧式布置。第一工作滑台2的运动方向同时垂直于第 二工作滑台3及第三工作滑台6的运动方向。本实施例中，卧式机床的机座的上端面水平 设置，第三工作滑台6垂直于水平面，第一工作滑台2及第二工作滑台3的运动平面平行于 水平面。主轴装置4是电主轴，主轴装置4包括主轴5，主轴5设有旋转中心线且主轴5绕 所述旋转中心线转动，主轴5旋转中心线与第一工作滑台2的运动方向平行。在本实施例 中，旋转中心线为主轴5的轴线。所述第一工作滑台2水平设置，其运动方向与所述主轴5 的旋转中心线平行，所述第二工作滑台3水平设置。第一工作滑台2带动主轴装置4沿主 轴5的旋转中心线方向实现进刀、退刀作业。第一工作滑台2包括滑块2-1，滚动导轨2-2，直线电机2_3。滑块2_1通过滚动 导轨2-2支撑在机座1上，直线电机2-3驱动滑块2-1相对于机座1作直线往复运动，滑块
2-1的运动方向即为第一工作滑台2的运动方向。第二工作滑台3包括滑台基座3-1，滑块3-2，滚动导轨3-3以及直线电机3_4。滑 台基座3-1设置在机座1上，滑块3-2通过滚动导轨3-3支撑在滑台基座3-1上，与滑块
3-2运动方向垂直的侧面安装有直线电机3-4。直线电机3-4驱动滑块3-2相对于滑台基 座3-1作直线往复运动，滑块3-2的运动方向即为第二工作滑台3的运动方向。请一并参见图2，如图2所示为直线电机3-4的结构，包括电机3-4-1，丝杆3_4_2 和螺母3-4-3，丝杆3-4-2加工在电机3-4-1轴的外伸部位。直线电机2_3与直线电机3_4 具有相同的结构。第三工作滑台6包括滑台基座6-1，滑块6-2，滚动导轨6_3以及直线电机6_4，直
4线电机6-4与直线电机3-4具有相同的结构。滑块6-2通过滚动导轨6-3支撑在滑台基座 6-1上，与滑块6-2运动方向垂直的侧面安装有直线电机6-4。直线电机6-4驱动滑块6_2 相对于滑台基座6-1作直线往复运动，滑块6-2的运动方向即为第三工作滑台6的运动方 向。第三工作滑台6的滑台基座6-1设置于第二工作滑台3的滑块3-2。第三工作滑台6 在第二工作滑台3的滑块3-2带动下运动。主轴装置4上设置有夹头7，可以用于夹持铣刀或钻头。请参照图3，可以理解的是，所述的主轴装置4能够使用分体式主轴。所述的主轴 装置4包括箱体4-1，主轴电机4-2，主轴电机支架4-3，皮带轮4-4，皮带4_5，皮带轮4_6以 及主轴5。箱体4-1上设有主轴电机支架4-3，主轴电机支架4-3上安装有主轴电机4-2。 主轴5贯通箱体4-1，主轴电机4-2的输出轴的旋转中心线与主轴5的旋转中心线平行设 置。设置在主轴5上的皮带轮4-6与设置在主轴电机4-2输出轴上的皮带轮4-4通过皮带 4-5联接，主轴5绕自身旋转中心线的回转运动通过主轴电机4-2的带动来实现。请一并参见图4、图5及图6，第一工作滑台2还设有手轮2-4。手轮2_4设置在电 机2-3轴上，手轮2-4转动从而带动滑块2-1的直线往复运动。第二工作滑台3还设有手 轮3-5。手轮3-5设置在电机3-4-1轴上，手轮3-5转动从而带动滑块3_2的直线往复运 动。第三工作滑台6还设有手轮6-5。手轮6-5设置在电机6-4-1轴上，手轮6-5转动从 而带动滑块6-2的直线往复运动。旋转工作台10由电机10-1驱动，手轮10-2设置在电机 10-1轴上，手轮10-2转动从而带动旋转工作台10的转动。请参照图7本发明的另一实施例。该实施例与前一实施例结构大致相同，其区别 在于在本实施例中机座1的上端面与水平面具有一定倾角，第一工作滑台2、第二工作滑台 3的运动平面相对于水平面绕主轴的中心线旋转了一定角度，第一工作滑台2及第二工作 滑台3的运动方向与水平面之间具有夹角，第三工作滑台6的运动方向略偏离铅垂方向。但 第一工作滑台2、第二工作滑台3、第三工作滑台6的运动方向仍保持正交关系，此时，运动 质量比第三工作滑台6大的第二工作滑台3，也需要铅垂方向的驱动力才能运动，当倾角较 小时，第二工作滑台3新增加的铅垂方向驱动力需求较小，第三工作滑台6沿铅垂方向的驱 动力需求略有减少，整机沿铅垂方向所需驱动力仍然维持较小的水平。可以理解的是，为了减轻整机的重量，一种较优的设计是将第二工作滑台3和第 三工作滑台6采用交叉滚子导轨。可以理解的是，本发明的卧式机床可根据实际加工情况 安装铣刀、钻头或雕刻刀等多重不同加工刀具，从而实现铣、钻、雕等功能，一机多用。由于 主轴装置采用卧式布置，当机床处于铣床工作状态时，仅由夹持工件的第三工作滑台作上 下运动，且因由工件和第三工作滑台自重之和构成的铅垂方向运动重量比另外两个工作滑 台的运动重量轻，因此这种结构布局所需的铅垂方向驱动功率较小。由于该机床具有以上 结构特征，易于轻量化，甚至做成可携带的机床，便于教学示范，也可应用于工业用途。可以 理解的是，本发明的卧式机可使用其他结构形式的电机进行驱动。可以理解的是，本发明的卧式机床的第三工作滑台的运动方向设置成大致铅垂的 状态，同时将第一滑台和第二滑台的运动方向做相应的调整，使之与第一滑台的运动方向 构成正交关系，也可明显减小整机在铅垂方向的驱动功率。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
1.一种卧式机床，包括机座，工作滑台以及主轴装置，其特征在于所述工作滑台包括 安装于机座的第一工作滑台、第二工作滑台及第三工作滑台；所述第三工作滑台设置于第 二工作滑台上，所述第三工作滑台的滑块用于支撑工件并带着工件一起运动，所述第三工 作滑台运动方向大致呈铅垂设置并随着第二滑台的滑块一起运动；所述第二工作滑台的运 动方向垂直于第三工作滑台的运动方向，第三工作滑台设置于第二工作滑台并随第二工作 滑台一起运动，所述第一工作滑台的运动方向同时垂直于第二工作滑台及第三工作滑台的 运动方向，所述主轴装置卧式设置于所述第一工作滑台，所述主轴装置上设置有主轴，主轴 上设置有刀具夹头，所述主轴的旋转中心线平行于第一工作滑台的运动方向，所述第一工 作滑台带动主轴装置沿主轴的旋转中心线方向实现进刀、退刀作业。
2.根据权利要求1所述卧式机床，其特征在于所述第一工作滑台、第二工作滑台及 第三工作滑台采用滚动导轨支撑并采用直线电机驱动。
3.根据权利要求1或2所述卧式机床，其特征在于所述第二工作滑台包括滑台基座、 滑块、滚动导轨、直线电机，所述直线电机由电机和丝杆螺母副组成，所述第二工作滑台基 座设置在机座上，所述滑块通过滚动导轨支撑在滑台基座上，与滑块运动方向垂直的侧面 安装有直线电机。
4.根据权利要求1或2所述卧式机床，其特征在于所述第三工作滑台运动方向垂直 于水平面，第一工作滑台、第二工作滑台的运动方向平行于水平面，第一工作滑台、第二工 作滑台、第三工作滑台的运动方向相互垂直，第三工作滑台的运动平面与主轴的旋转中心 线垂直。
5.根据权利要求4所述卧式机床，其特征在于所述的第三工作滑台包括滑台基座、 滑块、滚动导轨、直线电机，直线电机由电机和丝杆螺母副组成，丝杆加工在电机轴的外伸 部位，所述的滑块通过交叉滚子导轨支撑在滑台基座上，与滑块运动方向垂直的侧面安装 有直线电机。
6.根据权利要求1所述卧式机床，其特征在于所述主轴装置是电主轴或者是主轴与 电机各自独立的分体式主轴。
7.根据权利要求1所述卧式机床，其特征在于所述第一工作滑台、第二工作滑台及 第三工作滑台均设有手轮，所述的手轮分别设置在每个工作滑台及旋转工作台的电机轴 上。
8.根据权利要求2所述卧式机床，其特征在于所述第一工作滑台、第二工作滑台的 导轨平面大致呈水平设置。
全文摘要
本发明提供一种卧式机床，包括机座，工作滑台以及主轴装置。工作滑台包括安装于机座的第一工作滑台、第二工作滑台及第三工作滑台；第三工作滑台设置于第二工作滑台上，第三工作滑台的滑块用于支撑工件并带着工件一起运动，第三工作滑台运动方向大致呈铅垂设置并随着第二滑台的滑块一起运动；第二工作滑台的运动方向垂直于第三工作滑台的运动方向，第三工作滑台设置于第二工作滑台上并随第二工作滑台一起运动，第一工作滑台的运动方向同时垂直于第二工作滑台及第三工作滑台的运动方向。该卧式机床结构尺寸小，体积小，垂直方向驱动功率较小，使用方便。
文档编号B23Q1/25GK102133723SQ20111005892
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者王华权 申请人:深圳大学