CN105612026B - 数控机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控机床，其包括机床床身1、具有包覆所述机床床身1的至少一部分的机舱壁的机舱、以及至少一个成型件2，所述成型件2具有大致为平板状的基本形状并且被以这样的方式连接到所述机床：在所述成型件2和所述机舱壁及/或所述机床床身1之间设有空腔3。

Description

数控机床

技术领域

本发明涉及一种数控机床，其包括保护尤其是所述机床的机床床身免遭所述机床的周边环境温度的温度波动影响的成型件。

背景技术

现有技术中已经知晓被支撑在机床床身上的数控机床。所述机床被机舱相对于外界关闭，以保护操作者避开在机床操作期间在工件周围飞扬并可能被从工件上抛撒出来的碎屑材料，以及避开溅起的冷却液。与此同时，所述机舱还阻止外界的影响，例如可能损害加工精度的气流的影响。然而，传统的机床的一个缺点仍然在于所述机床的所在区域中的暂时性的温度波动可能导致热变形，尤其是所述机床的所述机床床身的热变形。这些变形通常较小，然而也可能严重地降低所述机床的加工精度。

发明内容

本发明的一个目的是创作一种对机床所处环境中的温度波动敏感度较低的数控机床，从而提供进一步改善的加工精度。

上述目的由根据独立权利要求所述的本发明实现。本发明的进一步优选的发展被描述在从属权利要求中。

根据本发明的第一个方面，一种数控机床被设计出来，其包括可以被放置在水平的地面区域(例如车间)上的机床床身、由所述机床床身支撑(或被支撑在所述机床床身上)的机舱、以及遮盖所述机床床身的下部，至少遮盖其处于所述水平地面和所述机舱的机舱壁之间的部分的成型件，其中所述成型件被以这样的方式安装在所述机床上：使得空腔被形成在所述机床床身和所述成型件之间。

本发明使得以下方案成为可能：通过所述成型件可以形成隔热的空腔，尤其是在所述机床床身的下部周围，所述下部在现有技术中已知的机床中没有被机舱本身保护而且被暴露在外。所述腔体的隔热特性使得以下方案成可能：具体地，装设有根据本发明提供的机床的加工车间中的异常的暂时出现的温度波动所导致的所述机床床身的变形显著减小或者消失。这类温度波动可能出现在例如冬季，在车间的大门必须被打开时，接近地面处的温度下降可能会非常快地出现。由于由温度波动引起的所述机床床身的变形被防止了，因此工件的加工操作的精度被进一步地提高，或者至少在更大的程度上被保证。

所述成型件优选地大致从所述水平地面延伸到所述机床床身的上部，特别优选地以这种方式延伸：所述成型件的上部被设置在所述机床床身和所述机舱的下部之间。所述机舱的下部和所述成型件接触是特别优选的方案。基于从所述成型件和机舱开始的这样的直接过渡，所述机床床身被保护以免受到短期的外部温度波动的影响，或者至少在温度波动在短时间内出现的情况下被隔热。

所述成型件优选地覆盖所述机床床身的下部，至少覆盖沿着所述机床床身的前部侧边，或者覆盖沿着所述机床床身的两个或更多侧边，或者甚至通过环绕所述机床床身的整个周边而覆盖所述机床床身的下部。

所述成型件优选地由金属和/或塑料材料制成。

所述成型件优选地包括一个或多个优选地被适配于所述机床床身的外部形状的挤压成型的薄片。

所述成型件优选地具有由涂料材料形成的表面涂层，所述涂料材料具有比所述成型件的材料的热传导率更低的热传导率。因此，所述空腔的隔热功能可以被进一步提高。所述表面涂层在这里优选地被设置在朝向所述空腔的成型件表面上。

所述成型件优选地被通过多个连接件，尤其是通过螺钉或螺栓连接到所述机床床身，其中所述连接件优选地从所述成型件穿过所述空腔延伸到所述机床床身。所述连接件在这里优选地由具有比所述成型件的材料的热传导率更低的热传导率的材料制成。因此，所述机床床身可以被进一步地改进并被保护免受外界的温度波动和/或所述成型件的温度的温度波动的影响。

所述成型件优选地具有凹陷部分，由于所述凹陷部分的存在，从所述成型件到所述机床床身的距离会变化，其中所述凹陷部分被形成在所述成型件的下部边缘上。这样就让所述机床的使用者能够在所述凹陷部分的位置更加接近所述机床，因为可以为操作者的前方脚区域形成空间。

橡胶边沿优选地被沿着所述成型件的下部边缘安装，并且适于密封所述成型件的下部边缘和所述水平地面区域之间的间隙。其优点在于即使在车间地面存在微小的平面度瑕疵的情况下，所述空腔也能被保护免受所述车间的地面区域中的空气或气流的影响，且所述机床床身的热保护或热隔离可以被相对于外界进一步提高。

所述机床床身优选地具有水平地向外延伸并稳定在所述水平地面区域上的机床床身支脚，其中所述成型件具有凹陷部分，所述机床床身支脚穿过所述凹陷部分延伸。

本发明的进一步的有利方面被描述在下面。根据一个示例性的实施方式，一种数控机床可以具有机床床身和具有机舱壁的机舱。所述机舱壁可以环绕所述机床床身的至少一部分。此外，所述机床可以具有至少一个可以具有大致为平板状的基本形状的成型件。所述成型件可以被以这样的方式固定到所述机床上：空腔可以被形成在所述成型件和所述机舱壁和/或所述机床床身之间。

这样就使得一种有利的方式成为可能：隔热的空腔可以通过所述成型件被创造出来，尤其是在所述机床床身周围。所述空腔的隔热性质使得以下的技术方案成为可能：具体地，装设有根据本发明提供的机床的车间中的暂时出现的温度波动所导致的所述机床床身的变形会减小或者消失。这类温度波动可能出现在例如冬季，当车间的大门必须打开的时候。因为机床床身的由温度波动引起的变形被防止了，工件的加工操作的精度被进一步提高，或者至少在较大的程度上被保证。

此外，所述成型件可以被设置在所述机床床身的下部并达到所述机床床身的预定高度。所述空腔可以被设置在所述机床床身和所述成型件之间。

所述机床床身的下部优选地意味着所述机床床身的被设置在其上安放机床的车间地面的方向上的区域或者用于装设所述机床的区域。一个优选的预定高度处于从1厘米到50厘米，更加优选地为从10厘米到30厘米的范围内。大于50厘米或小于1厘米的数值也是可能的。所述预定高度优选地被从所述车间地面或者供所述机床床身或所述机床本身安放在其上的平面开始测量。

可选择地或者附加地，所述机舱也可以完全环绕所述机床床身的底部。这样，所述成型件可以被安装在所述机舱壁的外侧和/或内侧，或者所述成型件在所述机舱壁内部，亦即在所述机舱壁和所述机床床身之间被连接到所述机床床身。

具体地，当所述空腔被形成在所述机床床身和所述成型件之间时，可以用一种特别有效的方式防止温度波动直接导致所述机床床身的变形。尤其对于处于所述底部区域内的冷气流团，这种方式是很有效的。例如因为打开的车间大门而产生的温度波动通常由在地面附近流动的冷气团产生。因此，一部分或整个底部被围住具有较佳的效果，即所述机床床身通过所述成型件和/或所述空腔在这个区域被以一种特别良好的方式隔热。

所述机舱可以被设置在所述成型件上方。所述成型件可以被设置在车间地面和所述机舱之间。在这种情况下，所述机床床身被所述成型件和/或所述空腔保护免受下部的温度波动的影响。所述机舱壁并非必须以复杂的设计方式延伸到车间地面。所述成型件可以仅覆盖所述机床床身的一个侧壁——部分地或全部地——或者多个侧壁。当然，所述成型件也可以完全包围所述机床床身。

所述成型件的一部分也可以被设置在所述机舱和所述机床床身之间。这意味着仅有所述成型件被设置在所述机床床身的下部内，且所述机舱壁被设置在所述机床床身或所述机床一部分的外侧，并被设置在所述下部的上方。所述成型件被设置在所述机舱壁和所述机床床身之间的上部。这样的益处是在所述成型件和机舱壁之间的过渡处能够安全地避免产生间隙和/或开口。

此外，所述成型件可以被至少设置在所述机床床身的一个侧壁上。所述成型件可以附加地或可选择地覆盖所述机舱壁的后壁的至少一部分和/或至少一个侧壁的至少一部分。所述成型件可以完全包围所述机床床身。

一般的原理是，对于被通过所述成型件覆盖的、形成有较大的空腔体积或所述机床的表面积较大的所述机舱环境，所述机舱内部的增强的热隔绝可以被实现。因此，所述机舱周边环境的温度波动导致所述机舱内部的温度波动的情况可以被用甚至更好的方式阻止。特别是对于在短时间内发生且导致所述机床床身的短期变形的波动来说，这是很理想的。

此外，所述成型件可以被用这样的方式适配于所述机舱壁的形状：所述成型件和所述机舱壁和/或所述机床床身形成对外部闭合的空腔。

对外部闭合的空腔的含义是实质上没有或仅有少量的气团在所述空腔和所述空腔外部的环境之间交换。这样使得所述空腔中能够形成例如恒定的气垫，从而有效地减少经由所述空腔的热流动。

此外，所述空腔可以被气体充满或者可以被抽空。另外，填充材料可以被设置在所述空腔内，并且其热传导率不会超过预定的热传导率。所述气体可以被通过小型泵抽空。

如同上面所说明的，尤其是相对于外界关闭的所述空腔的充气，会导致较小的热传递系数，进而形成良好的热隔离。对于所述热隔离的另一个改进可以通过抽空的空腔被实现。所述术语“抽空的”在这里的意思是所述空腔包含真空。低真空在这里已经会导致所述热传递系数的很好的降低。

此外，所述成型件可以由金属和/或塑料材料制成，或者至少包括金属和/或塑料材料。

就生产所述成型件的良好性能而言，金属材料是最佳的，尤其是在并非特别复杂的操作步骤方面，例如金属折弯等等。就理想的形状而言，塑料材料也可以被处理，并且具有另外的优点即塑料的热传导系数通常比较低。因此，所述成型件的隔热性能可以被进一步支持。

另外，所述成型件可以是挤压成型的薄片，其可以被通过弯折的手段与所述机床的所述机舱的外部轮廓相适配。另外地或者可选择地，所述成型件可以由多个独立的部件制成。

就制造技术而言，上述的柔性允许特别是所述成型件可以被适配于所述机床或所述机舱壁或所述机床床身的实质上的任何外部轮廓，而不需要额外的复杂制造工作。

此外，所述成型件可以优选地在其可以被设置在所述空腔内的表面上具有涂层。所述涂层可以包括具有可以低于预定的最大热传导系数的热传导系数的材料。

这样，额外的热屏障被设置，这进一步减小了经由所述成型件和由其形成的所述空腔的热流动。以W/mK为单位的预定的最大热传导系数在这里优选地小于3，且以W/mK为单位的预定的最大热传导系数更加优选地小于1。例如，塑料材料作为所述涂层的材料是较佳的。

此外，所述成型件可以被从所述机床上拆下和/或通过正面和/或摩擦连接被固定地连接到所述机床上。所述成型件可以优选地被连接到所述机床床身。为了拆卸所述成型件，使用至少一个螺栓是较佳的。

这样就能够实现例如通过螺栓连接或卡扣连接的手段完成的并非特别复杂且快速的所述成型件到所述机床的连接，同时能够实现例如在所述机床上的必要的维护工作的情况下进行的快速连接。接下来，螺栓能够实现不特别复杂的永久性的稳固固定。

此外，所述成型件具有凹陷部分，其导致沿着所述成型件的长度方向的所述成型件到所述机床床身的距离在所述成型件被安装在所述机床床身上时可以改变。

这意味着当所述成型件覆盖例如所述机床床身的前侧时，所述前侧包括所述成型件被设置得比其他部分更加接近所述机床床身的部分。这样尤其在所述机床的工作区域是有益的，因为所述机床的使用者必须能够在这个工作区域尽可能地接近所述机床。当在这个区域所述成型件邻接所述机床床身更近时，所述操作者不会被所述成型件妨碍。

此外，所述成型件的可以相对于所述车间地面被对准的部分可以具有橡胶边沿。这样的益处是甚至可以补偿所述车间地面的平面度瑕疵和确保所述成型件在所述车间地面上的最佳接合。这样，所述车间地面和所述成型件之间的间隙或开口被安全地避免了，从而能够实现所述成型件和/或所述空腔的最佳的隔离效果。

此外，所述成型件可以具有例如用于在其中容纳机床床身支脚的凹陷部分。该方案用于确保所述机床在支脚上的安全装设和利用所述成型件实现的最佳隔离效果。

总而言之，本发明这样就使得机床被进一步改进成为可能，特别是对于通过减小对温度波动的灵敏度以及接下来被引起的尤其是所述机床床身的变形而达到的可实现的制造精确度而言。

附图说明

本发明被通过与附加的、示意性的图示相关的示例描述在下面，其中：

图1示出了根据本发明提供的成型件的两个3D视图；

图2示出了被设置在机床的机床床身上的成型件的侧视图；

图3示出了被连接到机床的机床床身的成型件的俯视图；以及

图4示出了被设置在机床床身上的根据本发明提供的成型件的另一个侧视图，以及其中一个被放大的部分。

具体实施方式

本发明的各种示例被结合图示详细说明在下面。图示中等同的或相似的部件在此被用相同的参考标号指明。然而，本发明并不被限制在被描述出来的实施特征内，而是另外还包括对被描述出来的示例的特征所做的修改和在独立权利要求的范围内对不同的示例的特征的组合。

图1示出了根据本发明提供的成型件2的两个立体示意图，所述成型件2被用作用于数控机床的更好的热隔离的热量屏蔽物。被示出的成型件2包括两个平板状部件2a和2b，它们被相对于彼此以L形的方式设置。所述两个部件2a、2b被通过所述L形形状的角部固定地彼此连接。可选择地，所述成型件2也可以由单个部件制成。所述L形形状使得这样地将较长的部件2b分配到机床床身1成为可能。较短的部件2a可以被设置在所述机床床身1的侧壁的前方。

如同从图1中的两个示意图得知的以下内容所述，所述成型件2具有两个较大的凹陷部分2f，它们被以这样的方式设置：所述凹陷部分2f可以容纳机床床身支脚1a。此外，所述成型件2的所述两个示意图还示出所述成型件2的所述较短的部件2a具有被设置在所述成型件2的下部的凹陷部分2c，所述成型件2的下部在所述成型件2被安装时被沿着车间地面的方向设置。当所述成型件2被安装在机床床身1上或者机床床身1的侧壁4上时，所述凹陷部分2c减小所述侧壁4和所述成型件2的内壁之间的距离。这个方案是有利的，尤其是对于这个事实而言：所述凹陷部分2c防止所述成型件2在操作者操作所述机床时对于操作者成为障碍物。在具体的情况下，这些凹陷部分2c可以容纳操作者的脚，作为这样做的结果，所述操作者可以做到非常接近于所述机床。

此外，所述独立的部件2a设有收容用于形成到所述机床床身1的正面和/或摩擦连接5的螺栓5a的收容部分。此外，图1示出了所述成型件2的末端区域2g具有被用这样的方式调整的形状：所述成型件可以被依照所述形状尽可能精确地接合到所述机床床身1。例如，所述两个末端区域2g具有有角度的区域，其允许例如所述成型件2尽可能精确地与所述机床的机舱壁啮合。

此外，图1中右侧的示意图揭露了所述成型件2的内壁区域设有确保所述成型件2的更好的结构强度的加强部。

此外，图2示出了处于被安装在所述机床床身1上的状态的所述成型件2。图2所示的侧视图示出了被图1中的标号2b指出的所述成型件2的一部分。在其安装状态下，被示出的所述成型件2在其整体内覆盖至少所述机床床身1的下部，其中所述机床床身1的支脚1a被以精确适配的方式插入所述凹陷部分2f内。在所述支脚1a和所述凹陷部分2f的边缘之间可选择地存在的间隙可以被用密封剂完全封闭。

此外，图2示出了被设置在所述成型件2的下部的凹陷部分2c的布置。橡胶边沿2e被设置在所述下部的下方。所述橡胶边沿2e使得所述成型件2以尽可能精确适配的方式抵达放置所述机床的所述车间地面是可行的。因此，所述成型件2和所述机床床身1的所述侧壁4之间的所述空腔3被尽可能良好地保护以免受例如冷气流的影响。该方案对于放置机床的车间中的暂时性温度波动也能够实现所述机床床身1的最佳的热隔离。所述橡胶边沿2e大致地沿着所述成型件2的整个长度延伸，但是在所述机床床身支脚1a的区域可能会中断，如图2所示。

此外，图2以详细的方式示出了所述成型件2的所述凹陷部分2f的形状。图2中的所述机床床身支脚1a被示出在其中的第一个凹陷部分2f具有通过类似通道的部分被结合在下方的大致为矩形的区域。所述类似通道的部分所在的区域容纳所述机床床身支脚1a的放置在所述车间地面上的部分。被设置在所述成型件2的边缘区域的另一个凹陷部分2f具有大致为台阶状的形状。

图3示出了被通过连接件5固定地连接到所述机床床身1的所述成型件2的俯视图。所述连接件5优选地由螺栓5a制成，所述螺栓5a至少将所述成型件2固定在所述机床床身1的一个侧壁4上。图3中的所述示意图示出，由于所述成型件2的所述两个独立部件2a、2b的L形形状，所述机床床身1的至少两个侧壁被所述成型件2覆盖；作为其结果，空腔3被形成在所述成型件2的内壁和所述机床床身1的所述两个侧壁4之间。该空腔3可以被用空气充满，或者也可以被部分地抽空。

图4示出了另一个侧视图，亦即根据图1所示的所述独立部件2a的侧视图，所述独立部件2a被通过所述连接件5连接到所述机床床身1的顶端。所述成型件2的被用“A”标注的部分也被用放大的部分示意图“A”示出在图4中。所述部分示意图示出了利用螺栓5a实现的所述成型件2的连接，以及所述机床床身支脚1a在所述凹陷部分2f内的布置。另外，所述成型件2的下部2d被示出，所述橡胶边沿2e被设置在其上。如同部分示意图“A”中所示的及具体揭露的那样，所述橡胶边沿2e被以水平的方式，例如通过粘接结合到所述成型件2的所述部分2d的方式来连接。

最后，总而言之，被用作热屏蔽部件的所述成型件2以更好的方式保护了尤其是机床的所述床身1免受所述机床的安放区域中的短期温度波动的影响，从而减小或防止了所述机床床身1的短期内的变形，所述变形会降低制造质量。

Claims (13)

1.一种数控机床，包括：

可以被安放在水平地面区域上的机床床身(1)；

被所述机床床身(1)支撑的机舱；以及

成型件(2)，其至少在所述水平地面区域和所述机舱的机舱壁之间覆盖所述机床床身(1)的下部；

其中所述成型件(2)被以这样的方式安装在所述机床上：在所述机床床身(1)和所述成型件(2)之间形成空腔(3)；

其中橡胶边沿(2e)被沿着所述成型件(2)的下部边缘(2d)贴附，并且被适配到用于密封所述成型件(2)的所述下部边缘(2d)和水平地面区域之间的间隙；

其中，所述成型件(2)具有凹陷部分(2c)，所述凹陷部分(2c)导致所述成型件(2)相对于所述机床床身(1)的距离发生变化，从而为操作者的前方脚区域形成空间；其中所述凹陷部分(2c)被形成在所述成型件(2)的下部边缘上。

2.如权利要求1所述的机床，其特征在于：

所述成型件(2)以这样的方式大致地从所述水平地面区域到所述机床床身(1)的上部延伸：所述成型件(2)的上部被设置在所述机床床身(1)和所述机舱的下部之间。

3.如权利要求2所述的机床，其特征在于：所述机舱的下部与所述成型件接触。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)至少沿着所述机床床身(1)的前侧覆盖所述机床床身(1)的下部。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)沿着所述机床床身(1)的两个或更多的侧边覆盖所述机床床身(1)的下部。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)覆盖所述机床床身(1)的下部，从而完全包围所述机床床身(1)。

7.如权利要求1-3中任意一项所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)由金属和/或塑料材料制成。

8.如权利要求1-3中任意一项所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)包括一个或更多的被适配于所述机床床身(1)的外部形状的挤压成型的薄片(2a、2b)。

9.如权利要求中1-3任意一项所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)具有由具有低于所述成型件(2)的材料的热传导系数的热传导系数的涂层材料制成的表面涂层。

10.如权利要求9所述的机床，其特征在于：所述表面涂层被设置在所述成型件(2)的朝向所述空腔(3)的表面上。

11.如权利要求10所述的机床，其特征在于：所述成型件(2)被通过多个连接件(5a)连接到所述机床床身(1)，其中所述连接件(5a)从所述成型件(2)经过所述空腔(3)延伸到所述机床床身(1)。

12.如权利要求11所述的机床，其特征在于：所述连接件(5a)由具有低于所述成型件(2)的材料的热传导系数的热传导系数的材料制成。

13.如权利要求12所述的机床，其特征在于：所述机床床身(1)具有水平地向外延伸并用于安放在水平地面区域上的机床床身支脚(1a)，其中所述成型件(2)具有凹陷部分(2f)，所述机床床身支脚(1a)通过所述凹陷部分(2f)延伸。