一种镶钢导轨整体平床身数控车床的制作方法

本发明涉及机床结构领域，特别涉及了一种镶钢导轨整体平床身数控车床。

背景技术：

在机械加工领域有着广泛的应用，平床身车床是车床的重要组成部分，现在大家所使用的平床身车床有些地方做的不够好，长时间使用会影响机床的精度，平床身车床在切屑自动回收这方面也没有很好的办法，导致现有的平床身数控车床都只能靠操作者进行手动收集切屑，既费时又费力。

技术实现要素：

本发明的目的是进一步的完善和解决平床身数控车床的缺陷，以及提升数控车床的整体性能，提高机床的实用性和可靠性，同时攻克现有平床身数控车床所不能解决的难题，特提供了一种镶钢导轨整体平床身数控车床。

本发明提供了一种镶钢导轨整体平床身数控车床，其特征在于：所述的镶钢导轨整体平床身数控车床,包括主体床身部装1，主要传动系统床头箱部装2，对工件进行固定和和辅助支撑的床尾部装3,固定刀具的刀架部装4，在切削直径方向上运动的x轴传动床鞍部装5，以床头箱润滑及导轨丝杠润滑为主的润滑部装6,在切削长度方向运动的z轴传动进给部装7，加工冷却的冷却及排屑部装8,以液压卡盘为主的液压部装9动力的主要输出主电机部装10；

其中：主要传动系统床头箱部装2设置在主体床身部装1前部，对工件进行固定和和辅助支撑的床尾部装3设置在主体床身部装1后部，固定刀具的刀架部装4设置在在切削直径方向上运动的x轴传动床鞍部装5上，以床头箱润滑及导轨丝杠润滑为主的润滑部装6设置在主要传动系统床头箱部装2侧面，在切削长度方向运动的z轴传动进给部装7设置在主要传动系统床头箱部装2侧面，加工冷却的冷却及排屑部装8设置在主体床身部装1上,以液压卡盘为主的液压部装9和动力的主要输出主电机部装10设置在主体床身部装1上；

通过主轴旋转、进给轴运动完成车削过程的数控车床，通过液压装置将工件装卡至液压卡盘，由尾台体进行辅助支撑和固定，通过数控系统执行加工程序，主电机部开始工作，输出对应的转速，带动床头箱部装工作，通过齿轮传动进行变速，得到加工程序中所需的转速，主轴将以此转速进行工作，同时带动液压卡盘以相同的转速进行工作，同时工件也会以相同的转速进行旋转，床鞍部装中x轴电机进行工作，通过x轴丝杠带动滑板及刀架运动到加工程序中的位置，同时进给部装开始工作，z轴电机通过z轴丝杠带动床鞍部装运动，使刀具到达加工位置，然后通过x、z轴联动完成车削加工。

通过改变床身及导轨的形式，改变床头箱的结构等一系列改变提高机床的精度、工件的切削直径等参数，使机床的整体性能得到很大的提高。同时也通过一些新型设计结构，增加耐磨带条、耐磨垫圈等配件，使机床一些易磨损件的到保护，解决了机床某些部件越使用间隙越大的问题。对机床x轴采用创新型结构，通过矩形镶钢导轨结构，配合装有偏心滚轮轴承的压板，是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合，解决了传统滑动导轨镶条压板存在配合间隙，导向精度不高的问题，既具有滑动导轨接触刚度高、抗震性好的优点，又具有很高的导向精度。鉴于现有平床身车床不具备自动收集切屑的缺点，通过结构设计，彻底的解决了平床身车床的重大缺陷。

所述的主体床身部装1，包括一体式床身101，大角度排屑面102，l型钢导轨103，山型钢导轨104；

其中：一体式床身101上设置有大角度排屑面102，与地面所夹锐角为35～60°；一体式床身101顶部设置有l型钢导轨103和山型钢导轨104。

所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，其中x轴采用镶钢导轨14，配合装有偏心滚轮轴承一11和偏心滚轮轴承二12的压板13，通过锁紧螺母17紧固，共同安装在床鞍16，顶部为滑板15；是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合。

所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，采用链式自动排屑器结构。

所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，前后压板采用耐磨带条为接触面，耐磨带条免润滑免维护，可避免铁对铁的直接摩擦。

所述的床尾手轮与法兰盘之间增加推力垫圈，避免手轮与法兰盘长时间摩擦。

所述的x轴后部拖线，采用金属软管连接。

所述的z轴螺母座分体结构，在螺母座与床身之间增加调整垫，能够实现两个自由度的调整。

在机械加工领域有着广泛的应用，平床身车床是车床的重要组成部分，现在大家所使用的平床身车床有些地方做的不够好，长时间使用会影响机床的精度，平床身车床在切屑自动回收这方面也没有很好的办法，导致现有的平床身数控车床都只能靠操作者进行手动收集切屑，既费时又费力。

床身及床鞍采用镶钢导轨的形式，即机床的x、z轴的导轨由传统铸铁导轨变为钢导轨，随之带来的效果是硬度更高、耐磨性更强，增加了整体的使用寿命，更大幅度的提高了机床的加工精度。

床身采用整体式铸造，整体加工，改变了常规平床身由前床腿、后床腿、床身的分体式结构。这样使床身的稳定性及刚性得到提高，由于采用整体加工，床身的加工精度也得到相应的加工。

床头箱及床鞍采用新型结构，与传统结构相比增大了工件的车削直径。

机床x轴采用矩形镶钢导轨结构，配合装有偏心滚轮轴承的压板，是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合。解决了传统滑动导轨镶条压板存在配合间隙，导向精度不高的问题，既具有滑动导轨接触刚度高、抗震性好的优点，又具有很高的导向精度。

带大角度排屑面的整体式平床身结构，并在相应位置安装冷却水嘴进行实时冲削，并配备大功率冷却电机，切屑在大流量冷却液作用下向操作者侧的自动排屑器聚集并自动排出，从根本上解决了平床身数控车床切屑无法自动收集的问题。同时床身四周带有防水围沿，与带有导水斜面的外防护配合，机床没有漏水现象。

前后压板采用耐磨带条为接触面，耐磨带条免润滑免维护，可直接避免铁对铁的直接摩擦，对压板和床身接触面起到一个很好的保护作用，使用寿命和压板可靠性得到很大的提高。

床尾手轮与法兰盘之间增加推力垫圈，避免手轮与法兰盘长时间摩擦，间隙逐渐增大的问题，解决了旋转手轮空转行程越来越大的问题。

x轴后部拖线，采用金属软管连接。解决了常规的波纹管不耐高温的问题，解决了加工区内管线受切屑污染划伤的问题。

由于z轴丝杠比较长，采用两端固定的安装方式，这样两端可同时承受轴向力，并且可以适当提高对丝杠的预紧力，以提高对丝杠的支撑刚度，同时还可以补偿丝杠的热变形。增大滚珠丝杠滚珠的直径，以增加丝杠动载荷及静载荷能力。

由于x轴丝杠比较短采用一端固定一端支撑的方式，固定端轴承可承受轴向力和径向力，而支撑端只承受径向力，并且能够做微量的轴向浮动，可以减少或避免丝杠自重而产生的弯曲。以上设计可大幅度的提升车削精度。经过两种丝杠安装的改变，使机床的定位精度和重复定位进度得到了很大的提高，使机床的加工精度得到大幅度的提升。

z轴螺母座分体结构，能够实现两个自由度的调整，可以完全抵消床鞍、溜板的制造误差，解决了z轴丝杠螺母结合面装配精度低的问题。

本发明的优点：

本发明所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，完善和解决了平床身数控车床的缺陷，提升数控车床的整体性能。提高机床的实用性和可靠性。床身及床鞍采用镶钢导轨的形式，即机床的x、z轴的导轨由传统铸铁导轨变为钢导轨，随之带来的效果是硬度更高、耐磨性更强，增加了整体的使用寿命，更大幅度的提高了机床的加工精度。床身采用整体式铸造，整体加工，改变了常规平床身由前床腿、后床腿、床身的分体式结构。床身的稳定性及刚性得到提高，由于采用整体加工，床身的加工精度也得到相应的加工。床头箱及床鞍采用新型结构，与传统结构相比增大了工件的车削直径。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为整机示意图；

图2为床身局部示意图；

图3为偏心滚轮轴承和压板结构局部示意图。

具体实施方式

实施例1

床身及床鞍采用镶钢导轨的形式，即机床的x、z轴的导轨由传统铸铁导轨变为钢导轨。采用钢导轨与床身及床鞍直接把接的方式，用螺钉固定，紧密贴合，用专用的工装进行找平固定，保证导轨的直线度和平行度。

床身采用整体式铸造，整体加工，改变了常规平床身由前床腿、后床腿、床身的分体式结构。这样使床身的稳定性及刚性得到提高，由于采用整体加工，床身的加工精度也得到相应的加工。

床头箱及床鞍采用新型结构，改变主轴位置，加大x轴行程，床头箱与床身的安装也采用新型方式，不再采用底部侧面为基准面，前后采用螺钉及压板的方式固定，现在采用定位销定位，采用螺钉在两侧及前面固定。与传统结构相比增大了工件的最大车削直径，床头箱稳定性及刚性的得到了提高。

机床x轴采用矩形镶钢导轨结构，配合装有偏心滚轮轴承的压板，利用压板与滑板连接，滑板与压板分别与导轨的上下面接触，在垂直方向利用偏心滚轮轴承使滑板紧密结合，导轨底面与偏心滚轮轴承产生滑动摩擦，水平方向上采用同样的原理，一侧采用偏心滚动轴承，调节偏心滚动轴承使滑板一侧与导轨侧面紧密配合，另一侧导轨侧面与偏心滚动轴承形成滚动摩擦。这是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合。解决了传统滑动导轨镶条压板存在配合间隙，导向精度不高的问题，既具有滑动导轨接触刚度高、抗震性好的优点，又具有很高的导向精度。

解决机床的排削问题，传统的平床身车床是不具备自动排削功能的，我们在整体式平床身结构的基础设计大角度的排屑面，并在相应位置安装多个喷水嘴进行实时冲削，并配备大功率冷却电机，并配备链式排屑器，切屑在大流量冷却液作用下向操作者侧的自动排屑器聚集并自动排出，从根本上解决了平床身数控车床切屑无法自动收集的问题。同时床身四周带有防水围沿，与带有导水斜面的外防护配合，机床没有漏水现象。

床身采用整体式铸造，整体加工。常规平床身车床采用前床腿、后床腿、床身的分体式结构，通过螺钉进行连接，这样会存在一些安装误差及加工误差，各个部件之间的连接处也会有缝隙，这样会影响床身的刚性及抗震性。我们采用的整体铸造整体加工的方式，整个床身在一个坐标系下加工完成。这样使床身的稳定性及刚性得到提高，由于采用整体加工，床身的加工精度也得到相应的加工。

前后压板采用耐磨带条为接触面。常规的压板采用压板镶条与床身直接接触的方式，这样在长时间的应用过程中压板与床身的间隙会越来越大，对床鞍的紧固能力会逐渐减弱，从而影响机床的精度。我们采用在压板镶条伤增加一个耐磨带条，我们选用的耐磨带条是免润滑免维护的，这样可直接避免铁对铁的直接摩擦，对压板镶条和床身接触面起到一个很好的保护作用，使用寿命和压板可靠性得到很大的提高，从根本上解决上述问题。

床尾手轮与法兰盘之间增加推力垫圈。常规的床尾采用法兰盘与手轮直接连接的方式，这样会造成法兰盘与手轮有较大的磨损，我们采用在手轮及法兰盘之间整加推力垫圈的方式，结局这一问题，采用的推力垫圈是免润滑、免维护的，采用这样的方式，避免手轮与法兰盘长时间摩擦，间隙逐渐增大的问题，解决了旋转手轮空转行程越来越大的问题。

x轴后部拖线，采用金属软管连接。在防护上端与x轴电机防护罩之间用金属软管进行连接，用于保护电缆、油管、水管等管线，解决了常规的波纹管不耐高温的问题，解决了加工区内管线受切屑污染划伤的问题。

由于z轴丝杠比较长，采用两端固定的安装方式，这样两端可同时承受轴向力，并且可以适当提高对丝杠的预紧力，以提高对丝杠的支撑刚度，同时还可以补偿丝杠的热变形。增大滚珠丝杠滚珠的直径，以增加丝杠动载荷及静载荷能力。

由于x轴丝杠比较短采用一端固定一端支撑的方式，固定端轴承可承受轴向力和径向力，而支撑端只承受径向力，并且能够做微量的轴向浮动，可以减少或避免丝杠自重而产生的弯曲。以上设计可大幅度的提升车削精度。经过两种丝杠安装的改变，使机床的定位精度和重复定位进度得到了很大的提高，使机床的加工精度得到大幅度的提升。

z轴螺母座分体结构，在螺母座与床身支架增加对调整垫，在安装过程中通过螺钉及定位销进行固定，通过对调整垫厚度进行与电机座中心的调整，z轴丝杠螺母座可以进行两个自由的调整，可以抵消床鞍导轨面刮研和溜板箱的制造误差，使得z轴螺母安装端面与螺母座结合面平行度误差大为降低，提高了z轴丝杠的重复定位精度。

实施例2

本发明提供了一种镶钢导轨整体平床身数控车床，其特征在于：所述的镶钢导轨整体平床身数控车床,包括主体床身部装1，主要传动系统床头箱部装2，对工件进行固定和和辅助支撑的床尾部装3,固定刀具的刀架部装4，在切削直径方向上运动的x轴传动床鞍部装5，以床头箱润滑及导轨丝杠润滑为主的润滑部装6,在切削长度方向运动的z轴传动进给部装7，加工冷却的冷却及排屑部装8,以液压卡盘为主的液压部装9动力的主要输出主电机部装10；

其中：主要传动系统床头箱部装2设置在主体床身部装1前部，对工件进行固定和和辅助支撑的床尾部装3设置在主体床身部装1后部，固定刀具的刀架部装4设置在在切削直径方向上运动的x轴传动床鞍部装5上，以床头箱润滑及导轨丝杠润滑为主的润滑部装6设置在主要传动系统床头箱部装2侧面，在切削长度方向运动的z轴传动进给部装7设置在主要传动系统床头箱部装2侧面，加工冷却的冷却及排屑部装8设置在主体床身部装1上,以液压卡盘为主的液压部装9和动力的主要输出主电机部装10设置在主体床身部装1上；

通过主轴旋转、进给轴运动完成车削过程的数控车床，通过液压装置将工件装卡至液压卡盘，由尾台体进行辅助支撑和固定，通过数控系统执行加工程序，主电机部开始工作，输出对应的转速，带动床头箱部装工作，通过齿轮传动进行变速，得到加工程序中所需的转速，主轴将以此转速进行工作，同时带动液压卡盘以相同的转速进行工作，同时工件也会以相同的转速进行旋转，床鞍部装中x轴电机进行工作，通过x轴丝杠带动滑板及刀架运动到加工程序中的位置，同时进给部装开始工作，z轴电机通过z轴丝杠带动床鞍部装运动，使刀具到达加工位置，然后通过x、z轴联动完成车削加工。

通过改变床身及导轨的形式，改变床头箱的结构等一系列改变提高机床的精度、工件的切削直径等参数，使机床的整体性能得到很大的提高。同时也通过一些新型设计结构，增加耐磨带条、耐磨垫圈等配件，使机床一些易磨损件的到保护，解决了机床某些部件越使用间隙越大的问题。对机床x轴采用创新型结构，通过矩形镶钢导轨结构，配合装有偏心滚轮轴承的压板，是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合，解决了传统滑动导轨镶条压板存在配合间隙，导向精度不高的问题，既具有滑动导轨接触刚度高、抗震性好的优点，又具有很高的导向精度。鉴于现有平床身车床不具备自动收集切屑的缺点，通过结构设计，彻底的解决了平床身车床的重大缺陷。

所述的主体床身部装1，包括一体式床身101，大角度排屑面102，l型钢导轨103，山型钢导轨104；

其中：一体式床身101上设置有大角度排屑面102，与地面所夹锐角为35～60°；一体式床身101顶部设置有l型钢导轨103和山型钢导轨104。

所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，其中x轴采用镶钢导轨14，配合装有偏心滚轮轴承一11和偏心滚轮轴承二12的压板13，通过锁紧螺母17紧固，共同安装在床鞍16，顶部为滑板15；是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合。

所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，采用链式自动排屑器结构。

所述的镶钢导轨整体平床身数控车床，前后压板采用耐磨带条为接触面，耐磨带条免润滑免维护，可避免铁对铁的直接摩擦。

所述的床尾手轮与法兰盘之间增加推力垫圈，避免手轮与法兰盘长时间摩擦。

所述的x轴后部拖线，采用金属软管连接。

所述的z轴螺母座分体结构，在螺母座与床身之间增加调整垫，能够实现两个自由度的调整。

在机械加工领域有着广泛的应用，平床身车床是车床的重要组成部分，现在大家所使用的平床身车床有些地方做的不够好，长时间使用会影响机床的精度，平床身车床在切屑自动回收这方面也没有很好的办法，导致现有的平床身数控车床都只能靠操作者进行手动收集切屑，既费时又费力。

床身及床鞍采用镶钢导轨的形式，即机床的x、z轴的导轨由传统铸铁导轨变为钢导轨，随之带来的效果是硬度更高、耐磨性更强，增加了整体的使用寿命，更大幅度的提高了机床的加工精度。

床身采用整体式铸造，整体加工，改变了常规平床身由前床腿、后床腿、床身的分体式结构。这样使床身的稳定性及刚性得到提高，由于采用整体加工，床身的加工精度也得到相应的加工。

床头箱及床鞍采用新型结构，与传统结构相比增大了工件的车削直径。

机床x轴采用矩形镶钢导轨结构，配合装有偏心滚轮轴承的压板，是一种创新性的具有预紧力的复合导轨结构，其主承载面采用滑动接触配合、抵抗翻转力矩侧采用带预紧的滚动接触配合。解决了传统滑动导轨镶条压板存在配合间隙，导向精度不高的问题，既具有滑动导轨接触刚度高、抗震性好的优点，又具有很高的导向精度。

带大角度排屑面的整体式平床身结构，并在相应位置安装冷却水嘴进行实时冲削，并配备大功率冷却电机，切屑在大流量冷却液作用下向操作者侧的自动排屑器聚集并自动排出，从根本上解决了平床身数控车床切屑无法自动收集的问题。同时床身四周带有防水围沿，与带有导水斜面的外防护配合，机床没有漏水现象。

前后压板采用耐磨带条为接触面，耐磨带条免润滑免维护，可直接避免铁对铁的直接摩擦，对压板和床身接触面起到一个很好的保护作用，使用寿命和压板可靠性得到很大的提高。

床尾手轮与法兰盘之间增加推力垫圈，避免手轮与法兰盘长时间摩擦，间隙逐渐增大的问题，解决了旋转手轮空转行程越来越大的问题。

x轴后部拖线，采用金属软管连接。解决了常规的波纹管不耐高温的问题，解决了加工区内管线受切屑污染划伤的问题。

由于z轴丝杠比较长，采用两端固定的安装方式，这样两端可同时承受轴向力，并且可以适当提高对丝杠的预紧力，以提高对丝杠的支撑刚度，同时还可以补偿丝杠的热变形。增大滚珠丝杠滚珠的直径，以增加丝杠动载荷及静载荷能力。

由于x轴丝杠比较短采用一端固定一端支撑的方式，固定端轴承可承受轴向力和径向力，而支撑端只承受径向力，并且能够做微量的轴向浮动，可以减少或避免丝杠自重而产生的弯曲。以上设计可大幅度的提升车削精度。经过两种丝杠安装的改变，使机床的定位精度和重复定位进度得到了很大的提高，使机床的加工精度得到大幅度的提升。

z轴螺母座分体结构，能够实现两个自由度的调整，可以完全抵消床鞍、溜板的制造误差，解决了z轴丝杠螺母结合面装配精度低的问题。