一种龙门式高精密数控电火花机床的制作方法

1.本实用新型涉及一种龙门式高精密数控电火花机床。


背景技术：

2.电火花机床常见的有立柱式结构和牛头式结构的电火花机床。
3.立柱式结构的电火花机床是依靠工作台的移动来实现x/y轴的运动，x/y这两条轴的精度与工件的重量密切相关，其动态精度和刚性都会受之影响。同时，x/y轴的行程因工作台需在狭小有限的空间内移动而受到限制，如果要设计加工稍大一点的工件，则机床的底座和立柱会更显大型化，相对于机床尺寸来说，可加工区域明显偏小，而刚性也会随着立柱横梁悬伸加长而变差。此结构不能安装可升降式工作液槽，因工作台是限制在狭小有限的空间内的，工作液容易随着工作台的不断摇动而溅出。
4.对于牛头式结构的电火花机床，其工作头的位置随滑枕的移动会引起各部件受力的变化，长期使用会导致精度不稳定，同时，由于平滑枕悬伸过长会使刚性变差，导致主轴的行程也受到限制，导轨平行度误差也随着变形量的增大而得到放大；该结构的设计要求床身重、工作头轻，这会导致床身受温度的变化较缓慢，而工作头受温度的变化较为敏感，这种受热不均的结构会导致机床的精度受温度的变化而变化，热稳定性较差。而且，牛头式结构的电火花机床，机床床身结构无法存储大容量的工作火花油，需要用另外的容器装载火花油，这样，就大大增加了占地空间和零件的数量，成本较高；而且，在加工时无法实现沉浸式加工，只能采用多管冲液的方式放电加工，这样，比较容易引发火灾，存在极大的安全隐患。
5.由于这两种电火花机床存在上述问题，会导致在实际的使用中直接影响到零件或模具的加工精度和表面质量以及存在安全隐患，因此，设计新的电火花机床非常必要。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有问题，提供一种结构紧凑、刚性好、加工精度高的龙门式高精密数控电火花机床。
7.本实用新型的目的是这样实现的，一种龙门式高精密数控电火花机床，其加工单元为设置于龙门架上的包括c轴机构、z轴机构和x轴机构的龙门式结构；c轴机构是在主轴箱中架设主轴，主轴箱底端的支撑框安装由主轴驱动绕c轴360
°
旋转的卡盘，在主轴箱的背面固定有一对z轴导轨；z轴机构是在滑枕设置z轴丝杠，在滑枕正面安装有供z轴导轨滑动的滑块，通过z轴丝杠驱动，带动主轴箱沿z轴上下滑动；x轴机构是在龙门架上设置有滑轨面朝上的x轴上导轨和滑轨面朝向正前方的x轴下导轨，在滑枕背面安装有与x轴上导轨上下滑动连接的上滑块，在滑枕的二个尾翼各安装有与x轴下导轨侧面滑动连接的下滑块，滑枕由设置于龙门架上的x轴丝杆驱动而沿x轴左右滑动，构成滑枕的三点定位沿x轴滑动的抗倾覆结构；在床身设置有驱动龙门架的一对y轴丝杆和供龙门架沿y轴前后滑动的一对y轴导轨，一对y轴丝杆由y轴伺服电机通过一对同步带同步驱动；其床身为敞口式结构，在床
身的敞口部设置有由升降装置控制的油箱，工件放电加工的工作台相对床身固定，通过油箱的上下升降使油箱的敞口部相对工作台上下升降，由油箱的工作液对工件沉浸加工，构成工作液防溅结构。
8.本实用新型，龙门架的左、右立柱均为直角梯形结构而构成龙门架抗倾覆结构，左、右立柱的底部均设置有丝杆螺母座，龙门架通过丝杆螺母座由床身上的一对y轴丝杆驱动。
9.本实用新型，z轴丝杠由z轴伺服电机通过z轴传动组件传动，x轴丝杆由x轴伺服电机通过x轴传动组件传动。
10.本实用新型，在床身下部设置有机床垫脚。
11.本实用新型，具有如下积极效果：
12.1）、加工单元采用门式龙门架结构，机床的龙门架沿y轴在动、主轴沿x轴在动，即龙门架结构的加工单元是x/y轴在动，对应设置于床身的工作台是不动的，解决了立柱式结构的电火花机床是依靠工作台的移动来实现x/y轴的运动其动态精度和刚性都会受之影响的存在问题；龙门架结构的加工单元也解决了牛头式结构的电火花机床平滑枕悬伸过长会使刚性变差、导致主轴行程受限制的存在问题；龙门架左、右立柱为直角梯形结构，增大侧向支撑面，使悬挂在前面的滑枕、主轴箱和龙门架受力平衡，刚性好，故加工精度高；龙门架采用一对y轴丝杆双丝杆同步驱动，保证龙门两侧移动的一致性；
13.2）、床身采用敞口式，内部空间大，油箱可以满足储蓄大容量工作液的要求；在加工工件侧面时，电极必须接近工件侧面在垂直于加工方向的平面内运动，由于工作台是固定在床身不动的，只有床身上面的龙门架沿y轴在动、主轴沿x轴在动，使工作液不会溅出；油箱可上下升降，在放电加工中，使用工件浸入工作液加工，构成工作液防溅结构，避免火灾安全事故发生。
14.下面实施例结合附图说明对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
15.图1是本实用新型的一个实施例的立体结构示意图；
16.图2是图1实施例另一方向观察的立体结构示意图；
17.图3是图1实施例的左视结构示意图；
18.图4是图1实施例的主轴箱和滑枕的立体结构示意图；
19.图5是图1实施例的床身在油箱上升后的立体结构示意图。
20.图中，1、龙门架；2、主轴箱；3、主轴；4、支撑框；5、卡盘；6、z轴导轨；7、滑枕；8、z轴丝杠；9、滑块；10、x轴上导轨；11、x轴下导轨；12、上滑块；13、下滑块；14、尾翼；15、x轴丝杆；16、床身；17、y轴丝杆；18、y轴导轨；19、y轴伺服电机；20、同步带；21、油箱；22、工作台；23、立柱；24、丝杆螺母座；25、z轴伺服电机；26、x轴伺服电机；27、机床垫脚；28、三十工位旋转电极库。
实施方式
21.参照图1至图5，本实施例是一种龙门式高精密数控电火花机床，其加工单元为设置于龙门架1上的包括c轴机构、z轴机构和x轴机构的龙门式结构；c轴机构是在主轴箱2中
架设主轴3，主轴箱底端的支撑框4安装由主轴驱动绕c轴360
°
旋转的卡盘5，在主轴箱的背面固定有一对z轴导轨6；z轴机构是在滑枕7设置z轴丝杠8，在滑枕正面安装有供z轴导轨滑动的滑块9，通过z轴丝杠驱动，带动主轴箱沿z轴上下滑动；x轴机构是在龙门架上设置有滑轨面朝上的x轴上导轨10和滑轨面朝向正前方的x轴下导轨11，在滑枕背面安装有与x轴上导轨上下滑动连接的上滑块12，在滑枕的二个尾翼14各安装有与x轴下导轨侧面滑动连接的下滑块13，滑枕由设置于龙门架上的x轴丝杆15驱动而沿x轴左右滑动，构成滑枕的三点定位沿x轴滑动的抗倾覆结构；在床身16设置有驱动龙门架的一对y轴丝杆17和供龙门架沿y轴前后滑动的一对y轴导轨18，一对y轴丝杆由y轴伺服电机19通过一对同步带20同步驱动；其床身为敞口式结构，在床身的敞口部设置有由升降装置控制的油箱21，工件放电加工的工作台22相对床身固定，通过油箱的上下升降使油箱的敞口部相对工作台上下升降，由油箱的工作液对工件沉浸加工，构成工作液防溅结构；龙门架的左、右立柱23均为直角梯形结构而构成龙门架抗倾覆结构，左、右立柱的底部均设置有丝杆螺母座24，龙门架通过丝杆螺母座由床身上的一对y轴丝杆驱动；z轴丝杠由z轴伺服电机25通过z轴传动组件传动，x轴丝杆由x轴伺服电机26通过x轴传动组件传动；在床身下部设置有机床垫脚27。
22.本实用新型的装配，主轴箱装配：将两根z轴导轨固定安装在主轴箱的背面，在主轴箱底端安装支撑框，再安装由主轴驱动绕c轴360
°
旋转的卡盘；滑枕装配：将z轴丝杠、z轴伺服电机、联轴器、轴承等安装到滑枕上，将两个z轴冷却风扇安装到电机罩上，将电机罩安装到滑枕上部；龙门架装配：将x轴上导轨、x轴下导轨安装到龙门架的两个导轨面上，将x轴丝杆、联轴器、锁紧螺母、x轴伺服电机、y轴螺母座、锁轴钣金等安装到龙门架上；床身装配：将y轴导轨安装到床身的两个导轨面上，将y轴丝杠、同步带、y轴伺服电机安装到床身上。
23.本实用新型的使用，安装在主轴箱内的主轴可以绕c轴360
°
旋转，由z轴伺服电机、z轴丝杠驱动的主轴箱沿z轴上下滑动，滑枕在x轴伺服电机、x轴丝杆驱动下沿x轴左右滑动；床身上设置的龙门架沿y轴导轨滑动，由y轴伺服电机驱动，y轴丝杠传动，龙门加工单元沿y轴前后移动。
24.本实用新型工作时，通过抽油泵可以把工作油箱充满工作液，通过油箱的上下升降使油箱的敞口部相对工作台上下升降，由油箱的工作液对工件沉浸加工；由于油箱实现上下升降，故不干涉机床主轴箱在任何方向的移动，在放电加工中，由于使用工件浸入火花油加工，避免了发生火灾的安全事故发生。
25.本实用新型，油箱随放电加工工件的位置上下升降，任何时候都可沉浸式加工。工作油箱位可以编程控制自动升降，使升降高度可以根据实际需要而自动调节。
26.本实用新型，在床身上设有三十工位旋转电极库28，当机床需要更换电极时，龙门架沿y轴向y+移动适当位置即可自动更换电极。