CN107199819A - 一种平稳高精度雕刻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平稳高精度雕刻机，包括床体、龙门架、驱动装置和主轴装置，所述床体上设置有横跨床体两边沿的龙门架，所述龙门架上设置驱动装置，所述驱动装置下方设置横梁和主轴装置，所述主轴装置外设置冷却管套，冷却管套固定在可拆卸的固定件上，冷却管套与横梁之间通过固定件固定连接，横梁上设置有凹槽和两条平行的导轨，固定件上设置有与凹槽相配合的弹性压块，弹性压块的两侧设置限位块，固定件与横梁滑动配合连接。本发明所述平稳高精度雕刻机，固定件和横梁分别增设导轨和限位块，增加加工精度的前提下也同样增加了强度，避免磨损后存现偏差，保证导向精确，倾斜齿使驱动装置移动更加稳定，大大减弱共振效应，防止出现颤刀等现象。

Description

一种平稳高精度雕刻机

技术领域

本发明涉及雕刻机机械技术领域，尤其涉及一种平稳高精度雕刻机。

背景技术

雕刻机是一种常用的雕刻设备，用来雕刻各类雕塑品及模型。随着人们对雕刻机的认识和掌握，应用范围和应用水平也会逐步提高，如广告业、印章业、工艺礼品业、艺术模型业、木器加工业、模具业等等。可加工的材料包括亚克力、双色板、PVC、ABS板、石材、仿石材、金属、铝塑板等各种材料。雕刻机在广告行业的应用主要是：雕刻、切割各类标牌、座标牌、大理石、铜、字模、字型，各类标志、商标等金属材料。雕刻机是现代工业快速发展的核心设备之一，应用较为广泛，现有的雕刻机在工作时通常因为尺寸设计不合理，精度不高，在装配过程中会产生结构误差或是后期零件加工上的偏差，造成雕刻加工出来的零物件存在误差，在雕刻加工零件的时候，导轨受主切削力作用会被抬起，受力后的导轨会与主轴雕刻装置产生一定的间隙，这样导轨导向性就不能发挥，甚至会出现颤刀等现象；当导轨达到一定长度时，经常出现装配困难，或者直线度无法保证的问题，导轨抗压强度不高，长时间使用会发生变形，滑块在导轨内受推力推动停止后，滑块容易受重力或其他力的影响重新滑动，滑块定位时使用不方便，影响加工精度，而且采用导轨滑动连接的方式，会存在无擦以及磨损不均匀性，不能平稳滑动，影响了加工的定位基准，造成加工出来的零件存在误差。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种平稳高精度雕刻机，具体技术方案如下：

一种平稳高精度雕刻机，包括床体、龙门架、驱动装置和主轴装置，所述床体上设置有横跨床体两边沿的龙门架，所述龙门架上设置有驱动装置，所述驱动装置下方设置有横梁和主轴装置，所述主轴装置外设置有冷却管套，冷却管套固定在可拆卸的固定件上，冷却管套与横梁之间通过固定件固定连接，横梁上设置有凹槽和两条平行的导轨，固定件上设置有与凹槽相配合的弹性压块，弹性压块的两侧设置有限位块，固定件与横梁滑动配合连接。

作为上述技术方案的改进，所述凹槽为U形凹槽，位于横梁中部，两条平行的导轨分别位于U形凹槽的两侧，导轨的两侧面上均设置有条形凹槽，限位块为十字形，弹性压块的下方连接有耐磨垫。

作为上述技术方案的改进，所述导轨的两端设置有用于缓冲的橡胶垫片，横梁上还设置有配重块。

作为上述技术方案的改进，所述龙门架的上方设置有倾斜齿，倾斜齿的两端设置有限位挡板。

作为上述技术方案的改进，所述倾斜齿的倾斜角度为α，α范围为0°＜α≤30°。

作为上述技术方案的改进，所述冷却管套为中空状的双层冷却管套，包括冷却内层和冷却外层，冷却管套的上方设置有进水口和出水口，所述冷却内层的进口与所述进水口连通，所述冷却内层的出口设置在所述冷却管套的内部底面的上方，所述冷却内层内设置有向下倾斜的螺旋形盘板，所述螺旋形盘板与所述冷却内层的侧壁固定连接。

作为上述技术方案的改进，所述冷却外层的内壁上设置有蜂窝孔状的消音壁，所述消音壁与所述冷却外层的内壁固定连接。

作为上述技术方案的改进，所述床体上还设置有排屑装置和负压装置，所述排屑装置包括倾斜挡板，所述倾斜挡板下方设置有敞开式腔体，所述腔体底面上设置有物料输送带，所述倾斜挡板上设置有吸尘口，所述吸尘口连接吸尘通道，所述吸尘口与所述负压装置通过吸尘通道固定连接。

本发明与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明所述平稳高精度雕刻机，通过对固定件和横梁分别增设导轨和限位块，增加了加工精度的前提下也同样增加了强度，避免磨损后存现偏差，保证导向精确，保证加工的精度，倾斜齿使得驱动装置移动时更加稳定，大大减弱了共振效应，防止出现颤刀等现象，同时延长使用寿命，而且结构简单，安装方便，成本较低。

附图说明

图1为本发明一种平稳高精度雕刻机的结构示意图；

图2为本发明的雕刻机中横梁与固定件的组装结构图；

图3为本发明的雕刻机中横梁的结构示意图；

图4为本发明的雕刻机中固定件的结构示意图；

图5为本发明的雕刻机中冷却管套的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供了一种平稳高精度雕刻机的结构示意图，包括床体10、龙门架20、驱动装置30和主轴装置40，所述床体10上设置有横跨床体10两边沿的龙门架20，所述龙门架20上设置有驱动装置30，所述驱动装置30下方设置有横梁60和主轴装置40，所述主轴装置40外设置有冷却管套41，主轴装置40下方设置有刀头，冷却管套41固定在可拆卸的固定件50上，冷却管套41与横梁60之间通过固定件50固定连接，横梁60上设置有凹槽63和两条平行的导轨62，固定件50上设置有与凹槽63相配合的弹性压块52，弹性压块52的两侧设置有限位块51，固定件50与横梁60滑动配合连接。

如图5所示，所述冷却管套41的上方设置有进水口42和出水口43，冷却管套41为中空状的双层冷却管套41，包括冷却内层44和冷却外层45，冷却内层44的进口与进水口42连通，冷却内层44的出口设置在冷却管套41的内部底面的上方，冷却内层44内设置有向下倾斜的螺旋形盘板46，螺旋形盘板46与冷却内层44的侧壁固定连接，冷却外层45的内壁上设置有蜂窝孔状的消音壁47，消音壁47与冷却外层45的内壁固定连接，冷却管套41固定在可拆卸的固定件50上，冷却管套41与横梁60之间通过固定件50固定连接。

如图2、图3、图4所示，所述固定件50上设置有限位块51和弹性压块52，横梁60上设置有凹槽63和两条平行的导轨62，凹槽63为U形凹槽63，位于横梁60中部，两条平行的导轨62分别位于U形凹槽63的两侧，横梁60上滑动连接有固定件50，固定件50包括与U形凹槽63相配合的弹性压块52，弹性压块52的两侧设置有限位块51，限位块51至少设置一对，保证受力均匀，限位块51为十字形，即限位块51的两个侧边凸出状，导轨62的两侧面上设置有条形凹槽621，条形凹槽621与两个侧边均为凸出状的限位块51相配合滑动连接，增加导轨62壁的厚度，使得导轨62和限位块51能够配合滑动连接，增加了导轨62导向的精确性的前提下，也同样增加了导轨62的强度，防止变形，采用滑动连接的方式来固定横梁60上的固定件50，并从上下两侧对固定件50与横梁60的连接进行限位，防止固定件50和横梁60出现磨损后存现的偏差，保证加工的精度，弹性压块52的下方连接有耐磨垫53，减少磨损，延长使用寿命，固定件50上设置有的弹性压块52，保证固定件50和横梁60之间存在一个微压系统，减少固定件50和横梁60之间的摩擦，延长了机床导轨的使用寿命，使限位块51在导轨62内滑动停止后，可以实现定位，使得主轴装置40在工作时，不会发生移动，进一步提高加工精确度，弹性压块52与U形凹槽63相配合滑动连接，进一步地保证了固定件50沿着横梁60上设有的导轨62方向滑动；导轨62的两端设置有用于缓冲的橡胶垫片64，降低损伤；固定件50和横梁60的设置，使得具有更好的导向准确性、定位稳定性、磨损均匀性等优点，雕刻时，固定件50和横梁60之间不会产生间隙，这样导轨62的导向性得以发挥，不会出现颤刀等现象，更好地提高加工精度；横梁60上还设置有配重块61，增加配重，降低固有频率，从而消除共振，进一步提高精确度，同时也减少了噪音，优化工作环境，还可以添加润滑油或其他润滑剂，导轨62上的条形凹槽621，能够盛装润滑油，减少流失浪费，来减少摩擦损伤。

所述龙门架20的上方设置有倾斜齿21，也设置有平行于倾斜齿21的导轨，驱动装置30能够在导轨导向运动的同时，与倾斜齿21紧密配合移动，咬合能力增强，而驱动装置30连接主轴装置40，主轴装置40进行雕刻作时，会产生剧烈振动，而设置倾斜齿21能够避免驱动装置30与主轴装置40上的雕刻刀头发生共振现象，大大减弱了共振效应，从而使得驱动装置30能够平稳移动，为了更好地控制驱动装置30移动的稳定性，优选方案，所述倾斜齿21的倾斜角度为α，α范围为0°＜α≤30°，即倾斜齿21的倾斜角度大于0°，小于等于30°，驱动装置30移动最为平稳，保证平稳直线移动，减少零件雕刻加工出现的误差，倾斜齿21的两端设置有限位挡板22，保证驱动装置30工作时不会脱离龙门架20。

驱动装置30通过带动横梁60上下位移来控制主轴装置40的上下位移进量，即Z轴方向上的移动，固定件50与横梁60滑动配合连接，通过带动固定件50左右位移来控制主轴装置40的左右位移进量，当固定件50不能进行左右移动时，驱动装置30也能够带动横梁60左右位移来控制主轴装置40的左右位移进量，即Y轴方向上的移动，固定件50左右位移主要用于控制雕刻精细度，在雕刻附近移动，不会产生较大的移动，而驱动装置30也能够带动横梁60左右位移，主要用于控制固定件50左右位移，调整主轴装置40上的雕刻头的雕刻工作范围，而横跨床体10两边沿的龙门架20能够进行X轴方向上的移动，因此能够进行三维雕刻、切割等。

主轴装置40至少设置有两个，满足雕刻需求，能够同时雕刻，节省时间，提高效率，主轴装置40在进行雕刻工作时，会产生大量的热量，会产生机体共振，发出噪音，同时转速提高力矩降低，长时间工作容易丢步，为延长主轴装置40的寿命，需将热量及时散去，因此将冷水从进水口42进入冷却内层44中，冷却内层44内的冷水沿着螺旋形盘板46流动，螺旋形盘板46起到导流的作用，并从冷却内层44的出口流出到冷却管套41的底部，随着水量的增加，冷水逐渐充满冷却外层45，最后从出水口43处流出冷却管套41，而温度高的水会先行流出，将流出的水进行回收或循环利用，能够减少浪费，保护环境，降低了污染以及成本。冷却内层44紧贴在主轴装置40外围，因此主轴装置40上产生的热量能及时传导到冷却内层44上，被冷却内层44内的冷水吸收热量，进行热交换，为了进一步提高传热效率，冷却内层44的内表面涂有高分子导热材料，冷却外层45的外壁上设置有散热片48；螺旋形盘板46的存在，使得冷水在冷却内层44呈S形盘旋状的运动轨迹，减小轨迹坡度，降低水流速度，增加主轴装置40与冷水的接触时间，进而增加主轴装置40传热时间，提高水温的热交换效率，冷却管套41为中空状，并将主轴装置40的中间部位完全包裹，冷水从上往下沿冷却内层44的螺旋形盘板46流动，水温逐渐升高，水温升高的水从冷却内层44的出口流到冷却外层45，并随着水量的增加，较高温度的水最终先从出水口43处流出冷却管套41，使得冷却内层44的水温从上到下依次升高，冷却外层45的水温从下到上依次升高，进一步提高换热效果；另外主轴装置40产生大量的热量，除去使用水冷主轴外，还能够使用气冷主轴，通过向冷却管套41的冷却内层44中注入冷气，如氮气、氢气等充当冷却气体，这样既避免了亚临界循环条件下热源温度过高而致使系统性能下降，又由于流体在超临界条件下的特殊物理性质使它在流动和换热方面具有极大的优势，冷却气体经过热传递升温成高温气体，最终从出水口43处流出冷却管套41，这里也可以对流出的气体进行回收再利用，而且使用冷气降温，能够避免冷却管套41堵塞；冷却外层45的内壁上设置有蜂窝孔状的消音壁47，减少噪音，优选方案，蜂窝孔状的消音壁47的消音效果较好，降低噪音力度大，上述方法不仅环保降噪，而且还大大提升使用寿命。

所述床体10上还设置有排屑装置70，排屑装置70包括倾斜挡板71，所述倾斜挡板71下方设置有敞开式腔体72，腔体72底面上设置有物料输送带73，在床体10上散落的废屑通过倾斜挡板72引导并集中到物料输送带73，在物料输送带73的带动下离开机体内，确保了工作环境中机体底部的整洁；所述床体10上还设置有负压装置80，所述倾斜挡板71上设置有吸尘口81，吸尘口81通过吸尘通道82连接负压装置80，增设对较小质量的废屑的清理效果，达到除尘的目的，负压装置80外围设置有防尘罩83，进一步防止灰尘等轻废屑污染工作环境。

所述固定件50上设置有多个限位块，横梁60上设置有两条平行的导轨62，固定件50与横梁60滑动配合连接，能够在横梁60滑动，从而能够控制主轴装置40的左右位移进量，满足雕刻需求，结构简单、安装灵活。

本发明所述平稳高精度雕刻机，通过对固定件和横梁分别增设导轨和限位块，增加了加工精度的前提下也同样增加了强度，避免磨损后存现偏差，保证导向精确，保证加工的精度，倾斜齿使得驱动装置移动时更加稳定性，大大减弱了共振效应，防止出现颤刀等现象，同时延长使用寿命，结构简单，安装方便，成本较低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种平稳高精度雕刻机，包括床体（10）、龙门架（20）、驱动装置（30）和主轴装置（40），其特征在于，所述床体（10）上设置有横跨床体（10）两边沿的龙门架（20），所述龙门架（20）上设置有驱动装置（30），所述驱动装置（30）下方设置有横梁（60）和主轴装置（40），所述主轴装置（40）外设置有冷却管套（41），所述冷却管套（41）固定在可拆卸的固定件（50）上，所述冷却管套（41）与所述横梁（60）之间通过固定件（50）固定连接，所述横梁（60）上设置有凹槽（63）和两条平行的导轨（62），所述固定件（50）上设置有与所述凹槽（63）相配合的所述弹性压块（52），所述弹性压块（52）的两侧设置有限位块（51），所述固定件（50）与所述横梁（60）滑动配合连接。

2.如权利要求1所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述凹槽（63）为U形凹槽（63），位于横梁（60）中部，两条平行的所述导轨（62）分别位于所述U形凹槽（63）的两侧，所述导轨（62）的两侧面上均设置有条形凹槽（621），所述限位块（51）为十字形，所述弹性压块（52）的下方连接有耐磨垫（53）。

3.如权利要求2所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述导轨（62）的两端设置有用于缓冲的橡胶垫片（64），所述横梁（60）上还设置有配重块（61）。

4.如权利要求1所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述龙门架（20）的上方设置有倾斜齿（21），所述倾斜齿（21）的两端设置有限位挡板（22）。

5.如权利要求4所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述倾斜齿（21）的倾斜角度为α，α范围为0°＜α≤30°。

6.如权利要求1所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述冷却管套（41）为中空状的双层冷却管套（41），包括冷却内层（44）和冷却外层（45），所述冷却管套（41）的上方设置有进水口（42）和出水口（43），所述冷却内层（44）的进口与所述进水口（42）连通，所述冷却内层（44）的出口设置在所述冷却管套（41）的内部底面的上方，所述冷却内层（44）内设置有向下倾斜的螺旋形盘板（46），所述螺旋形盘板（46）与所述冷却内层（44）的侧壁固定连接。

7.如权利要求6所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述冷却外层（45）的内壁上设置有蜂窝孔状的消音壁（47），所述消音壁（47）与所述冷却外层（45）的内壁固定连接。

8.如权利要求1所述的一种平稳高精度雕刻机，其特征在于，所述床体（10）上还设置有排屑装置（70）和负压装置（80），所述排屑装置（70）包括倾斜挡板（71），所述倾斜挡板（71）下方设置有敞开式腔体（72），所述腔体（72）底面上设置有物料输送带（73），所述倾斜挡板（71）上设置有吸尘口（81），所述吸尘口（81）连接吸尘通道（82），所述吸尘口（81）与所述负压装置（80）通过吸尘通道（82）固定连接。