一种卧式机床的零悬垂滑座结构的制作方法

1.本发明属于机械加工领域，特别涉及一种卧式机床的零悬垂滑座结构。


背景技术：

2.随着我国装备制造业的发展，精密卧式加工中心越来越受到市场的青睐。卧式加工中心领域主要有两种比较典型的结构，一种是动柱式结构，一种是框架式结构，即箱中箱结构。
3.动柱式卧式加工中心为防止立柱在切削力作用下产生位移和变形，立柱质量一般都较大，而较重的立柱无法实现较高的速度和加速度，使机床整体动态特性不佳。立柱阶梯结构设计的新理念，降低了立柱重量，增强了抵抗z向切削力的能力，但带来的问题是主轴不能太长，否则y轴移动到下方会与立柱发生干涉，并且对工作台的高度也有一定要求，无法达到较高的刚性。
4.箱中箱式卧式加工中心采用立柱固定、滑座带动主轴箱移动的结构形式，提高了立柱的静、动刚度，减轻了运动部件的重量，具有热变形小、刚性高、动态特性好等优势，能够满足数控机床的高速、高精度加工要求，因此成为卧式机床的主流结构。
5.如图1所示，现有的箱中箱式卧式机床，滑座的驱动支撑结构均设置于滑座后侧面，相当于x轴运动部件悬臂安装于立柱上，其重力会对立柱产生倾覆力矩，使立柱产生变形，另外，主轴箱在滑座上上下移动，刀具的切削力也会对立柱产生倾覆力矩，而且该倾覆力矩为变量，使立柱的变形量不可控，影响了机床精度和动态性能的提升。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卧式机床的零悬垂滑座结构，消除由于x轴运动部件悬垂而对立柱产生的倾覆力矩，减小立柱变形量，提升立柱的静、动刚度。
7.为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种卧式机床的零悬垂滑座结构，由l型立柱、滑座、x轴立面导轨、x轴平面导轨、x轴滑块、x驱动装置、主轴箱以及y轴滑动装置组成，l型立柱固定于机床床身上，由竖直端和水平端组成，竖直端的内侧面安装有两根x轴立面导轨，水平端的上顶面安装有x轴平面导轨；滑座分别通过其后侧面和顶部的x轴滑块作用于x轴立面导轨和x轴平面导轨上，在x轴驱动装置作用下可沿x轴水平移动；主轴箱通过y轴滑动装置安装于滑座上，一方面可随滑座一起沿x轴水平移动，另一方面可沿y轴上下移动。
8.上述一种卧式机床的零悬垂滑座结构，所述滑座、x轴滑块、主轴箱以及y轴滑动装置组成x轴运动部件，x轴平面导轨位于x轴运动部件质心的正下方。
9.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用l型立柱设计，通过优化x轴导轨的布局形式，实现了x轴运动部件的质心支撑，消除了由于x轴运动部件悬垂而对立柱产生的倾覆力矩，大大减小了立柱的变形量，提升了立柱的静、动刚度，以及x轴的动态特
性。
附图说明
10.图1是现有卧式机床滑座支撑结构示意图。
11.图2是本发明结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
13.如图2所示，本发明的一种卧式机床的零悬垂滑座结构，由l型立柱1、滑座2、x轴立面导轨3、x轴平面导轨4、x轴滑块5、x驱动装置6、主轴箱7以及y轴滑动装置8组成，其中l型立柱1、x轴立面导轨3、x轴平面导轨4、x驱动装置6构成固定部，滑座2、x轴滑块5、主轴箱7和y轴滑动装置8则构成x轴运动部件。
14.l型立柱1固定于机床床身上，由竖直端和水平端组成，竖直端的内侧面安装有两根x轴立面导轨3，水平端的上顶面安装有x轴平面导轨4。滑座2分别通过其后侧面和顶部的x轴滑块5作用于x轴立面导轨3和x轴平面导轨4上，在x轴驱动装置6作用下可沿x轴水平移动。主轴箱7内包含有主轴，主轴箱7通过y轴滑动装置8安装于滑座2上，一方面可随滑座2一起沿x轴水平移动，另一方面可沿y轴上下移动。为保证x轴运动部件的零悬垂， x轴平面导轨4设置于x轴运动部件整体质心的正下方。
15.本发明采用l型立柱的设计，优化了x轴导轨的布局，通过在x轴运动部件底部设置x轴平面导轨支撑，可消除由于x轴运动部件悬垂而带来的不利影响，并且x轴平面导轨的支撑位置可根据x轴运动部件的质心来确定，实现x轴运动部件的零悬垂，有效消除由于x轴运动部件悬垂而对立柱产生的倾覆力矩，大大减小立柱的变形量。
16.尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。