CN111390574A - 双嵌套热对称机床结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种双嵌套热对称机床结构。采用的技术方案是：包括横梁，横梁的中心为长条形孔，长条形孔上下面的两侧边缘设置沿长条形孔长度方向的Y轴直线导轨四组，横跨长条形孔上下及两侧边缘设置左滑板和右滑板，左滑板和右滑板通过水平线轨滑块设置在Y轴直线导轨上移动，左滑板和右滑板相对横梁长度方向的垂直面对称布置。本发明的优点效果在于：由滑枕嵌套于筒状滑板内、筒状滑板又嵌套于具有中心方孔的横梁内构成的双嵌套结构，嵌套结构均是由四条线轨构成的环抱安装结构，结构刚性高、稳定性好，无结构偏载问题，线轨受力均衡，无局部过渡磨损问题；主体结构对称设计，实现热对称布置，提高了机床的精度保持性。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，尤其涉及一种双嵌套热对称机床结构。
背景技术
随着机床行业的发展，对整机刚性、热稳定性及精度保持性要求的不断提高，传统的机床结构形式也需要不断优化升级。针对其横梁、滑板及滑枕组件，传统安装结构多为侧挂偏载（如图5）的形式，即横梁正交布置两条平行导轨，滑板在横梁前侧安装在导轨上，并沿导轨左右运动，滑枕安装在滑板前侧垂直滑动导轨面上，并沿导轨面上下运动。相对于横梁，运动部件重量偏置在横梁的前侧，横梁前部下导轨受力加大，增大了横梁下部导轨的磨损；相对于滑板，前置滑枕的重量偏前，使滑板前侧垂直滑动导轨的下部及滑板前侧上部的压板斜铁受力加大，从而加大了对应导轨面的磨损。另外，此种结构仅是主体结构的左右对称，前后主体结构不对称，运动部件偏置于前侧，会使运动部件因长期运动发热导致主体前部温升较高，从而使前部产生局部热变形影响整机精度。综上所述，这种传统结构增加了局部磨损，降低了机床的使用寿命；局部温升较高，极易产生热变形，是影响机床长期精度保持性的重要因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种双嵌套热对称机床结构，实现机床主轴前后、左右全对称，运动部件前后、左右热对称，解决工作温升热变形影响机床加工精度问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
双嵌套热对称机床结构，包括横梁1，横梁1的中心为长条形孔，长条形孔上下面的两侧边缘设置沿长条形孔长度方向的Y轴直线导轨5四组，横跨长条形孔上下及两侧边缘设置左滑板2和右滑板3，左滑板2和右滑板3通过水平线轨滑块设置在Y轴直线导轨5上移动，左滑板2和右滑板3相对横梁长度方向的垂直面对称布置，左滑板2的上下部分相对横梁中心水平面的对称布置，右滑板3的上下部分相对横梁中心水平面的对称布置，左滑板2和右滑板3之间设置方形滑枕，方形滑枕与左滑板2和右滑板3分别设有Z轴直线导轨6。
作为优选，连接板11布置于左滑板2和右滑板3的上下、左右四个对接缝处，左滑板2和右滑板3通过连接板11构成内部方孔的筒状滑板结构，筒状滑板的中心方孔内内嵌方形滑枕4，方形滑枕4的四角布置四条Z轴直线导轨6，四条Z轴直线导轨6与左滑 板2和右滑板3上的竖直线轨滑块配合上下运动。
作为优选，两个Z轴直线导轨6作为一组分别与左滑板2和右滑板3相连，同一组两Z轴直线导轨6相对长条孔中心长度方向竖直面对称布置，两组两Z轴直线导轨6相对左滑板2和右滑板3之间的中心竖直面对称布置。
作为优选，滑枕的前后侧面分别设有平衡油缸10，上部通过平衡支架12同滑枕4连接，平衡油缸10的下部通过法兰固定在左滑板2和右滑板3之间的连接板11上，两平衡油缸相对于方向滑枕4前后对称布置。
作为优选，Z轴左驱动8及Z轴右驱动9分别设置于左滑板2和右滑板3上方，Z轴左驱动8及Z轴右驱动9相对方向滑枕4左右对称布置，Z轴左驱动8及Z轴右驱动9同时驱动方向滑枕4上下运动。
作为优选，长条孔的侧面横梁设有内凹的圆弧槽，圆弧槽内设置Y轴驱动轴7，Y轴驱动轴7处于横梁1的上下方向中心位置，Y轴驱动轴7为丝杠传动副。
作为优选，主轴13设置于方向滑枕4底部的几何中心位置。
作为优选，左滑板2和右滑板3的侧面设有丝杠传动副的螺母，螺母设置在配合的丝杠上，丝杠通过轴承设置在圆弧槽内，丝杠的端部设置丝杠驱动电机，
本发明的优点效果在于：由滑枕嵌套于筒状滑板内、筒状滑板又嵌套于具有中心方孔的横梁内构成的双嵌套结构，且两种嵌套结构均是由四条线轨构成的环抱安装结构，结构刚性高、稳定性好，无结构偏载问题，线轨受力均衡，无局部过渡磨损问题，精度保持性高；主体结构对称设计，主要运动导轨温升均匀，基本实现热对称布置，降低了温升对精度的影响，提高了机床的精度保持性。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的剖视图。
图5为传统结构示意图。
附图中：1、横梁，2、左滑板，3、右滑板，4、方形滑枕，5、Y轴直线导轨，6、Z轴直线导轨，7、Y轴驱动轴，8、Z轴左驱动，9、Z轴右驱动；10、平衡油缸，11、连接板，12、平衡支架；13、主轴，14、竖直线轨滑块，15、水平线轨滑块，16、圆弧槽。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明：
本发明如图1、2、3所示，包括横梁1，横梁1的中心为长条形孔，长条形孔上面的两侧边缘及下面两侧边缘分别设置沿长条形孔长度方向的Y轴直线导轨5共四组。四组Y轴直线导轨5相互平行。上部两条Y轴直线导轨5朝向上方，下部两条Y轴直线导轨5朝向下方，
横跨长条形孔左右两侧边缘设置左滑板2和右滑板3，左滑板2和右滑板3通过水平线轨滑块设置在Y轴直线导轨5上移动。左滑板2和右滑板3相对横梁长度方向的垂直面对称布置，左滑板2的上下部分相对横梁中心水平面的对称布置，右滑板3的上下部分相对横梁中心水平面的对称布置。
连接板11布置于左滑板2和右滑板3的上下面的左右共四个对接缝处，保证了整体连接强度。左滑板2和右滑板3通过连接板11构成内部方孔的筒状滑板结构，筒状滑板的中心方孔内内嵌方形滑枕4，方形滑枕4的四角布置四条Z轴直线导轨6，两个Z轴直线导轨6作为一组分别与左滑板2和右滑板3相连，同一组两Z轴直线导轨6相对长条孔中心长度方向竖直面对称布置，两组两Z轴直线导轨6相对左滑板2和右滑板3之间的中心竖直面对称布置。
四条Z轴直线导轨6与左滑 板2和右滑板3上的竖直线轨滑块配合上下运动。
Z轴左驱动8及Z轴右驱动9分别设置于左滑板2和右滑板3上方，Z轴左驱动8及Z轴右驱动9相对方向滑枕4左右对称布置，Z轴左驱动8及Z轴右驱动9同时驱动方向滑枕4上下运动。
滑枕的前后侧面分别设有平衡油缸10，上部通过平衡支架12同滑枕4连接，平衡油缸10的下部通过法兰固定在左滑板2和右滑板3之间的连接板11上，两平衡油缸相对于方向滑枕4前后对称布置。
长条孔的侧面横梁设有内凹的圆弧槽，圆弧槽内设置Y轴驱动轴7，Y轴驱动轴7处于横梁1的上下方向中心位置，Y轴驱动轴7为丝杠传动副。左滑板2和右滑板3的侧面设有丝杠传动副的螺母，螺母设置在配合的丝杠上，丝杠通过轴承设置在圆弧槽内，丝杠的端部设置丝杠驱动电机，主轴13设置于方向滑枕4底部的几何中心位置。
本发明实现了一种由滑枕嵌套于筒状滑板内、筒状滑板又嵌套于具有中心方孔的横梁内构成的双嵌套结构，且两种嵌套结构均是由四条线轨构成的环抱安装结构，结构刚性高、稳定性好，主体结构对称设计，主要运动导轨温升均匀，基本实现热对称布置，降低了温升对精度的影响，提高了机床的精度保持性。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种双嵌套热对称机床结构，包括横梁（1），横梁（1）的中心为长条形孔，长条形孔上下面的两侧边缘设置沿长条形孔长度方向的Y轴直线导轨（5）四组，横跨长条形孔上下及两侧边缘设置左滑板（2）和右滑板（3），左滑板（2）和右滑板（3）通过水平线轨滑块设置在Y轴直线导轨（5）上移动，左滑板（2）和右滑板（3）相对横梁长度方向的垂直面对称布置，左滑板（2）的上下部分相对横梁中心水平面的对称布置，右滑板（3）的上下部分相对横梁中心水平面的对称布置，左滑板（2）和右滑板（3）之间设置方形滑枕，方形滑枕与左滑板（2）和右滑板（3）分别设有Z轴直线导轨（6）。
2.根据权利要求1所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，连接板（11）布置于左滑板（2）和右滑板（3）的上下面的左右共四个对接缝处，左滑板（2）和右滑板（3）通过连接板（11）构成内部方孔的筒状滑板结构，筒状滑板的中心方孔内内嵌方形滑枕（4），方形滑枕（4）的四角布置四条Z轴直线导轨（6），四条Z轴直线导轨（6）与左滑 板（2）和右滑板（3）上的竖直线轨滑块配合上下运动，。
3.根据权利要求2所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，两个Z轴直线导轨（6）作为一组分别与左滑板（2）和右滑板（3）相连，同一组两Z轴直线导轨（6）相对长条孔中心长度方向竖直面对称布置，两组两Z轴直线导轨（6）相对左滑板（2）和右滑板（3）之间的中心竖直面对称布置。
4.根据权利要求2所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，滑枕的前后侧面分别设有平衡油缸（10），上部通过平衡支架（12）同滑枕（4）连接，平衡油缸（10）的下部通过法兰固定在左滑板（2）和右滑板（3）之间的连接板（11）上，两平衡油缸相对于方向滑枕（4）前后对称布置。
5.根据权利要求2所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，Z轴左驱动（8）及Z轴右驱动（9）分别设置于左滑板（2）和右滑板（3）上方，Z轴左驱动（8）及Z轴右驱动（9）相对方向滑枕（4）左右对称布置，Z轴左驱动（8）及Z轴右驱动（9）同时驱动方向滑枕（4）上下运动。
6.根据权利要求1所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，长条孔的侧面横梁设有内凹的圆弧槽，圆弧槽内设置Y轴驱动轴（7），Y轴驱动轴（7）处于横梁（1）的上下方向中心位置，Y轴驱动轴（7）为丝杠传动副。
7.根据权利要求2所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，主轴（13）设置于方向滑枕（4）底部的几何中心位置。
8.根据权利要求6所述的双嵌套热对称机床结构，其特征是，左滑板（2）和右滑板（3）的侧面设有丝杠传动副的螺母，螺母设置在配合的丝杠上，丝杠通过轴承设置在圆弧槽内，丝杠的端部设置丝杠驱动电机。
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