CN215392985U - 数控电火花往复走丝线切割机床z轴结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，包括主轴、滑座和压紧组件；滑座上设置有供主轴穿过的滑孔，主轴在滑座中沿Z轴方向运动位移，滑座上设置压紧组件；在主轴圆柱面上沿轴线方向设置用于与滑座定位、导向、防扭转的滑行结合面；所述滑座在滑孔的孔壁处设有第一结合面和第二结合面，第一结合面与主轴的滑行结合面紧贴并呈面与面的滑动配合，第二结合面与主轴轴线平行，第二结合面与主轴的外圆一母线紧贴并呈面与至少一母线的滑动配合。本方案为线切割加工中的导向器运动精度提供良好结构，可以降低制造、装配要求、提高主轴运动精度，使Z轴结构的生产、应用更加方便、快捷，可以应用于大批量生产、装配以及调试。

Description

数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构

技术领域

本发明涉及电加工技术领域，具体涉及数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构。

背景技术

数控电火花线往复走丝切割机床是我国在20世纪60年代末研制成功的具有完全自主知识产权的数控电火花线切割加工机床，由于其结构简单、性价比较高等诸多优点，已被广泛应用于精密模具、航天、航空、汽车等制造领域，并已成为机械加工领域不可替代的加工手段。

现有的数控电火花往复走丝线切割机床所用的Z轴结构可参考附图1至附图3，该Z轴结构在市面上大批量生产使用，该Z轴结构包括电机901、齿轮传动组件902、螺母、丝杆903、滑座904、主轴905、压紧导向块906以及导向器安装板907，其中电机901与螺母通过齿轮传动组件902进行传动，丝杆903的一端旋接在螺母中、另一端与滑座904固定连接，主轴905为方形主轴905，滑座904中间开设有方形孔，主轴905穿设于滑座904的方形孔中，并在滑座904的一侧设置一个具有V形槽的压紧导向块906，由压紧导向块906的V形槽和方形孔构成方形主轴905可上下位移的方形空间，该方形空间就是方形主轴905的导轨；导向器安装板907位于主轴905的下端，导向器安装板907上安装导向器。主轴905的作用是带动导向器尽量靠近工件上表面，对主轴的直线运动精度要求高，并且不能绕轴线周向扭转。

由于数控电火花往复走丝线切割机床本身的特点，主轴905在加工时承受的侧向力小，而对直线运动精度要求高。在应用上述现有Z轴的过程中，发明人发现现有数控电火花往复走丝线切割机床所用的Z轴结构至少存在以下问题：

1、结构设计存在缺陷，方形主轴905与滑座904之间不仅采用V形结构的导轨副，由于相互配合V形面的制造误差，在它们之间必定存在间隙，并且压紧导向块906与主轴905的配合面也为V形，是为过定位，同样由于相互配合V形面加工误差以及压紧导向块906的位置误差，导向块906V形面在对主轴905V形面压紧后，又会导致主轴的偏移，形成导向误差；

2、由于结构设计的缺陷，为了满足Z轴高精度运动的要求，就必须尽量提高主轴905、滑座904、压紧导向块906的制造精度，特别是要求各处V形角度的高度一致，这样给制造和装配带来了高难度要求，增加制造成本，而且检测结果也表明，该结构主轴的运动精度很难达到设计标准，影响机床的使用性能。

因此如何去解决现有电火花往复走丝线切割机床所用的Z轴结构所存在的对生产精度、装配精度要求高等问题，便成为本发明所要研究解决的课题。

发明内容

本发明提供的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其目的是要解决现有电火花往复走丝线切割机床用的Z轴结构所存在的对加工精度、装配过程要求高、Z轴上下运动精度难以满足要求的问题，以提供一种可以降低制造、装配要求、提高Z轴运动精度的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，该Z轴结构包括主轴、滑座和压紧组件；所述滑座上设置有供主轴穿过的滑孔，主轴在滑座中沿Z轴方向运动位移，滑座上设置用于压紧主轴的压紧组件；其中：

所述主轴为外轮廓是圆柱形的柱体，该柱体沿Z轴方向延伸；在主轴圆柱面上沿轴线方向设置一平面，该平面与主轴的轴线相平行，以构成用于与滑座定位、导向及防扭转的滑行结合面；

所述滑座在滑孔的孔壁处设有第一结合面和第二结合面，第一结合面对应主轴的滑行结合面设置，第一结合面为一与主轴的轴线相平行的平面，第一结合面和第二结合面在Z轴方向正投影上的延长线相交构成一角度a，第一结合面和第二结合面均沿Z轴方向贯穿滑孔；第一结合面与主轴的滑行结合面紧贴并呈面与面的滑动配合，第二结合面与主轴轴线平行，第二结合面与主轴的外圆一母线紧贴并呈面与至少一母线的滑动配合；

所述滑座在位于滑孔上第一结合面和第二结合面之间相对一侧设置有导向孔，导向孔的孔轴线与主轴轴线相垂直，在导向孔中安装压紧组件，压紧组件具有一端面与主轴外圆相抵紧的压紧导向块，压紧导向块在朝向主轴方向的一侧设置有压紧面，压紧导向块的压紧面与主轴的外圆至少一条线的滑动紧贴配合；

上述主轴滑行结合面与滑座第一结合面、主轴外圆母线与滑座第二结合面、主轴外圆另一母线与压紧导向块压紧面形成了一面两线的无间隙定位导向结构，主轴滑行结合面与滑座第一结合面之间形成限制主轴周向扭转结构。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1．上述方案中，术语“上”、“下”是指数控电火花往复走丝线切割机床的Z轴的轴线延伸的方向，其中主轴带动导向器的方向为下方；需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

2. 上述方案中，以第一结合面和第二结合面在Z轴方向正投影上的延长线相交的交点为原点，设定以第一结合面的Z轴投影延长线为X轴，以与第一结合面的Z轴投影延长线垂直的线为Y轴，构成一平面直角坐标系，定义第一结合面和第二结合面在Z轴方向正投影上的延长线相交构成的角度a位于第一象限内，该角度a在第一象限内为30度～90度；压紧导向块与主轴的抵靠位置处同样位于第一象限内，压紧导向块与主轴的抵靠位置中心点与原点的延长线和第一结合面的Z轴投影延长线构成角度b，角度b为角度a的二分之一，角度b在第一象限内为15度～45度；第一结合面和第二结合面的夹角一般可在30度-90度之间选取，角度小些，导向效果好些，可根据实际结构情况确定，本案例角度a选择60度，制作后检测效果达到预期目标。

5．上述方案中，所述Z轴结构还包括联接板、驱动组件、齿轮传动组件、丝杆螺母副、轴承、连接组件以及导向器安装板，丝杆螺母副包括螺母和丝杆，联接板固定安装再主轴上端面上，在联接板上开设有安装孔，安装孔内安装轴承，轴承内孔安装螺母，丝杆旋接在螺母中，驱动组件包括驱动电机和电机座，电机座安装在联接板的上表面，驱动电机安装在电机座上，电机与丝杆螺母副通过齿轮传动组件进行传动；所述丝杆下端和滑座之间由连接组件连接。工作时，滑座保持不动，在驱动电机的驱动下以及齿轮、丝杆螺母副等组件的传动下，主轴沿滑座内孔导向面沿着Z轴方向上下滑动，联接板、丝杆螺母副、电机、转动齿轮等组件一起运动。

6．上述方案中，所述齿轮传动组件包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数，第一齿轮固定套设在驱动电机的输出轴上，第二齿轮固定套设在螺母上，驱动电机驱动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮和螺母绕螺母的轴线转动，由此来带动主轴沿滑座导轨面上下运动位移。

7．上述方案中，所述压紧组件还包括压紧压板、紧定螺钉、弹簧，在滑座滑孔的外侧固定压紧压板，在压紧压板上旋接有紧定螺钉，在压紧导向块朝外侧的一面设有一容置槽，容置槽用于放置弹簧，弹簧的一端与压紧压板相抵、另一端与压紧导向块相抵，由弹簧的弹性作用力提供压紧导向块对主轴的压紧力。弹簧的压力大小，既要确保通过压紧导向块使主轴周向平面及主轴外圆一母线与滑座第一结合面、第二结合面之间紧密贴合，又能保证主轴上下运动灵活，压紧导向块采用弹簧压紧，还可以在主轴与滑座、压紧导向块之间导向面（线）出现磨损时，自动推进压紧导向块，实现磨损间隙补偿。

8．上述方案中，所述导向孔的数量为两个，两个导向孔沿Z轴方向上下设置在滑座上，压紧组件的数量为两组，每个压紧组件分别与各自的导向孔对应配合。

9．上述方案中，所述滑座上在压紧组件之间设置有一锁紧组件，锁紧组件包括一锁紧压板、锁紧螺钉。

10．上述方案中，所述连接组件具有一能够让丝杆实现径向浮动的浮动连接部，在丝杆下端与滑座连接时，丝杆径向产生浮动。由于主轴的上下位移是由电机通过齿轮传动组件和丝杆螺杆副来驱动的，在电机带动齿轮和丝杆螺母副传动时，齿轮之间啮合传动及丝杆螺母副传动的时候会有径向跳动，丝杆的下端与滑座固定连接，在力矩传递过程中，主轴在上下运动时丝杆的跳动会传递给主轴，影响主轴上下运动的精度。现在的改进是丝杆和滑座是通过浮动连接组件进行联接的，在传动过程中，丝杆的跳动不会传给主轴，可以明显减小对主轴的上下运动精的影响。

11. 上述方案中，所述连接组件不限于一种结构，也可以采用其他浮动连接组件，如弹性片连接组件、十字滑槽连接组件等，只要在丝杆下端与滑座连接时，可以丝杆径向实现浮动即可。

12. 上述方案中，在主轴的下端面固定连接有导向器安装板，导向器安装板用于固定安装导向器，主轴带动导向器安装板上的导向器进行精准的直线运动。

12．上述方案中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

13．上述方案中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本发明设计原理和技术构思是：为了可以满足数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中主轴带动导向器靠近工件时的高精度运动要求，同时考虑到数控电火花往复走丝线切割机床对工件进行加工时，没有切削力的特点，在设计主轴和滑座时，与现有的采用方形或矩形的主轴不同，本发明中采用圆柱体的主轴，在主轴上切削有一处平整的且与主轴的轴线相平行的防扭导向滑行结合面；同时，在与之配合的滑座上，设置一个与滑行结合面定位、导向及防扭转的第一结合面，设置一个与主轴外圆一母线相抵的第二结合面；还在压紧组件的压紧导向块设计一处压紧面，用于主轴与滑座之间导向面（线）的可靠压紧贴合，形成一面两线无间隙定位导向防扭结构。通过以上设计，第一结合面、第二结合面只需与Z轴轴线平行，两结合面之间的夹角无严格要求，对圆柱主轴的圆柱面只需通过磨削就能达到高精度要求，对其上滑行结合面加工只需保证该面与圆柱主轴轴线平行即可，没有角度要求，而原采用方形主轴设计产品，其滑座的内孔平面不仅需要与Z轴轴线平行，而且两V面的夹角也有严格要求，加工难度大，方形主轴的方形柱面不仅比圆柱面难加工，而且两V面夹角有严格的角度要求，由此带来的装配难度也相对较大，Z轴的运动精度难以达到设计要求。因此本技术方案对主轴、对滑座的加工精度要求远没有方形或矩形主轴与滑轨导孔做V形配合的要求高，在装配时，将圆柱形的主轴的滑行结合面对准滑座的第一结合面，即可进行快速、准确的装配；同时主轴与压紧导向块之间的加工精度要求及装配精度要求也同样降低很多，只要求压紧导向块在主轴外圆径向上能对主轴与滑块之间的导向面（线）进行可靠压紧即可，同样也避免了在V形结构装配时存在的装配精度非常高的要求。由以上技术方案可以得知，采用本申请的技术方案，克服了现有Z轴结构中对主轴与滑座、主轴与压紧导向块的V形组合方式所带来的的加工精度要求高、装配难度大、运动精度达不到使用要求等缺点，可以大大降低电火花往复走丝线切割机床Z轴结构的加工精度要求、装配要求，节约制造成本，为Z轴结构的大批量生产、装配以及调试提供便利，达到Z轴运动的精度要求。

由于上述方案的运用，本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：

1. 本发明的上述方案中，考虑到数控电火花往复走丝线切割机床上对工件进行加工时没有切削力的特点，专门设计具有滑行结合面的圆柱形主轴、具有第一结合面和第二结合面的滑座、具有压紧面的压紧导向块，利用一平面两母线的定位来完成主轴的精确定位、导向及防扭转，为数控电火花往复走丝线切割加工中的导向器运动精度提供良好结构。

2. 本发明的上述方案中，相较现有采用方形（矩形）主轴的Z轴结构中对主轴与滑座的V形装配方式所带来的加工精度要求高、装配难度高，以及很难将V形压紧导向块做到和方形主轴结合角度做成完全一致而出现的会引起主轴偏移的缺点，本申请的技术方案所采用的Z轴结构中，主轴、滑座的结构简洁，主轴、滑座加工难度低，滑座上第一结合面、第二结合面之间的夹角无严格要求，可以在满足导向精度的同时降低装配要求，制造难度小、成本低，使电火花往复走丝线切割机床Z轴结构的生产、应用更加方便、快捷，可以应用于大批量生产、装配以及调试。

附图说明

附图1为现有数控电火花往复走丝线切割机床所用Z轴结构的示意图；

附图2为图1中A-A向剖面示意图；

附图3为图1中B-B向剖面示意图；

附图4为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构的示意图；

附图5为图4中C-C向剖面示意图；

附图6为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中主轴的截面示意图；

附图7为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中滑座的截面示意图；

附图8为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中具有平直压紧面的压紧组件的示意图；

附图9为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中在Z轴方向正投影上建立平面直角坐标系的示意图；

附图10为图4中D-D向剖面示意图；

附图11为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中丝杆与浮动连接组件的装配示意图；

附图12为本发明实施例数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构中驱动组件、主轴、齿轮传动组件及丝杆的装配示意图；

附图13为本发明实施例三的立体示意图；

附图14为本发明实施例三的正面示意图；

附图15为本发明实施例三的侧面示意图；

附图16为图15中E-E向剖面示意；

附图17为图15中F-F向剖面示意；

附图18为本发明实施例三中主轴的截面示意图。

以上附图中：

1、驱动组件；11、驱动电机；12、电机座；

2、主轴；21、周向面；211、滑行结合面；212、刻度指示面；2121、刻度指示区域；

3、齿轮传动组件；31、第一齿轮；32、第二齿轮；

4、丝杆螺母副；41、丝杆；411、第一销孔；42、螺母；

5、滑座；51、滑孔；52、第一结合面；53、第二结合面；54、导向孔；

6、压紧组件；61、压紧导向块；611、压紧面；612、容置槽；62、压紧压板；63、紧定螺钉；64、弹簧；

7、连接组件；71、上连接部；711、第一销钉；72、下连接部；721、第二销钉；722、扁轴；7221、第二销孔；73、浮动连接部；731、固定销孔；

8、导向器安装板；

9、锁紧组件；91、锁紧压板；92、锁紧螺钉；

10、联接板；101、安装孔；

901、电机；902、齿轮传动组件；903、丝杆；904、滑座；905、主轴；906、压紧导向块；907、导向器安装板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，将以图式及详细叙述对本案进行清楚说明，任何本领域技术人员在了解本案的实施例后，当可由本案所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本案的精神与范围。

实施例一

如附图4和附图5所示，本发明实施例一提供一种数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，该Z轴结构包括主轴2、滑座5和压紧组件6；所述滑座5上设置有供主轴2穿过的滑孔51，主轴2在滑座5中沿Z轴方向运动位移，滑座5上设置用于锁紧主轴2的压紧组件6。

本发明实施例一的创新描述如下：

在本发明实施例一中，如附图4和附图6所示，所述主轴2为外轮廓是圆柱形的柱体，该柱体沿Z轴方向延伸；在主轴2圆柱面上沿轴线方向设置一平面，该平面与主轴2的轴线相平行，以构成用于与滑座5定位、导向及防扭转的滑行结合面211；

如附图4和附图7所示，所述滑座5在滑孔51的孔壁处设有第一结合面52和第二结合面53，第一结合面52对应主轴2的滑行结合面211设置，第一结合面52为一与主轴2的轴线相平行的平面，第一结合面52和第二结合面53在Z轴方向正投影上的延长线相交构成一角度a，第一结合面52和第二结合面53均沿Z轴方向贯穿滑孔51；第一结合面52与主轴2的滑行结合面211紧贴并呈面与面的滑动配合，第二结合面53与主轴2轴线平行，第二结合面53与主轴2的外圆一母线紧贴并呈面与至少一母线的滑动配合；

如附图4以及附图8，所述滑座5在位于滑孔51上第一结合面52和第二结合面53之间相对一侧设置有导向孔54，导向孔54的孔轴线与主轴2轴线相垂直，在导向孔54中安装压紧组件6，压紧组件6具有一端面与主轴2外圆相抵紧的压紧导向块61，压紧导向块61在朝向主轴2方向的一侧设置有压紧面611，压紧导向块61的压紧面611与主轴2的外圆呈至少一条线的滑动紧贴配合；

上述主轴2滑行结合面211与滑座5第一结合面52、主轴2外圆母线与滑座5第二结合面53、主轴2外圆另一母线与压紧导向块61压紧面611形成了一面两线的无间隙定位导向及防扭转结构，主轴2滑行结合面211与滑座5第一结合面52之间形成限制主轴2周向扭转结构。

本发明实施例一中采用圆形柱体的主轴2，在主轴2上切削有一处平整的且与主轴2的轴线相平行的滑行结合面211；同时，如图7所示，在与之配合的滑座5上，设置一个与滑行结合面211导向、定位、滑行、防扭转的第一结合面52，设置一个与主轴2外圆一母线相抵的第二结合面53；还在压紧组件6的压紧导向块61设计一处压紧面611，用于主轴2与滑座5之间导向面（线）的可靠压紧贴合。通过以上设计，第一结合面52、第二结合面53只需与Z轴轴线平行，两结合面之间的夹角无严格要求，对圆柱主轴2的圆柱面只需通过磨削就能达到高精度要求，对其上滑行结合面211加工只需保证该面与圆柱主轴轴线平行即可，没有角度要求，而原采用方形主轴设计产品，其滑座的内孔平面不仅需要与Z轴轴线平行，而且两V面的夹角也有严格要求，加工难度大，方形主轴的方形柱面不仅比圆柱面难加工，而且两V面夹角有严格的角度要求，由此带来的装配难度也相对较大，Z轴的运动精度难以达到设计要求。因此本技术方案对主轴2、对滑座5的加工精度要求远没有方形或矩形主轴与滑轨导孔做V形配合的要求高，在装配时，将圆柱形的主轴2的滑行结合面211对准滑座5的第一结合面52，即可进行快速、准确的装配；同时主轴2与压紧导向块61之间的加工精度要求及装配精度要求也同样降低很多，只要求压紧导向块61在主轴2外圆径向上能对主轴2与滑块之间的导向面（线）进行可靠压紧即可，同样也避免了在V形结构装配时存在的装配精度非常高的要求。由以上技术方案可以得知，采用本申请的技术方案，可以大大降低数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构的加工精度要求、装配要求，节约制造成本，为Z轴结构的大批量生产、装配以及调试提供便利。

在本发明实施例一中，参考附图9，设定以第一结合面52和第二结合面53在Z轴方向正投影上的延长线相交的交点为原点，以第一结合面52的Z轴投影延长线为X轴，以与第一结合面52的Z轴投影延长线垂直的线为Y轴，构成一平面直角坐标系，定义第一结合面52和第二结合面53在Z轴方向正投影上的延长线相交构成的角度a位于第一象限内，该角度a在第一象限内为30度～90度；压紧导向块61与主轴2的抵靠位置处同样位于第一象限内，压紧导向块61与主轴2的抵靠位置中心点与原点的延长线和第一结合面52的Z轴投影延长线构成角度b，角度b在第一象限内为0度～60度，可选的，角度b为角度a的二分之一，可选的角度b在第一象限内为15度～45度、可选的角度b在第一象限内为25度～40度、可选的角度b在第一象限内为30度；第一结合面52和第二结合面53的夹角一般可在30度-90度之间选取，角度小些，导向效果好些，可根据实际结构情况确定，本案例角度a选择60度，制作后检测效果达到预期目标。

在本发明实施例一中，参考附图5，从Z轴方向的正投影上看，所述滑座5和主轴2具有共同的几何中心，滑行结合面211、第一结合面52、第二结合面53、压紧面611各自与该几何中心的排布为对称排布，滑行结合面211、第一结合面52、第二结合面53、压紧面611在正投影面上各自具有一平直线，各自平直线的两个端点到几何中心的距离相同，以此来进一步提高装配精度，也提升主轴2在滑座5中定位以及导向位移时的顺畅度、精度。

在本发明实施例一中，参考附图8，所述压紧导向块61的压紧面611为一平面，压紧导向块61的压紧面611与主轴2外圆的母线相抵，以构成压紧面611与主轴2的外圆母线贴紧并呈面与线的滑动配合，由压紧面611、第一结合面52、第二结合面53共同对主轴2压紧定位。

实施例二

参考附图1至附图3，由于主轴905的上下位移是由电机901配合齿轮传动组件902来驱动的，在电机901带动齿轮传动组件902时，齿轮之间啮合传动及螺母丝杆副传动时有可能会发生跳动，由于丝杆903的下端与滑座904是固定连接的，在力矩传递过程中，主轴905在上下运动时丝杆903的跳动会传递给主轴905，从而影响到主轴905上下运动的精度。

本发明实施例二提供一种数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，该Z轴结构包括主轴2、滑座5、压紧组件6、联接板10、驱动组件1、齿轮传动组件3、丝杆螺母副4、轴承以及连接组件7（轴承未在附图中标识出），所述滑座5上设置有供主轴2穿过的滑孔51，主轴2在滑座5中沿Z轴方向运动位移，滑座5上设置用于压紧主轴2的压紧组件6，丝杆螺母副4包括螺母42和丝杆41，在联接板10上开设有安装孔101，安装孔101内安装轴承，轴承内孔安装螺母42，丝杆41旋接在螺母42中，驱动组件1包括驱动电机11和电机座12，电机座12安装在联接板10的上表面，驱动电机11安装在电机座12上，电机与丝杆螺母副4通过齿轮传动组件3进行传动；所述丝杆41下端和滑座5之间由连接组件7连接。在驱动电机11的驱动下以及齿轮、丝杆螺母副4等组件的传动下，滑座5保持不动，主轴2沿滑座5内孔导向面沿着Z轴方向上下滑动，联接板、丝杆螺母副、电机、转动齿轮等组件一起运动；主轴2为外轮廓是圆柱形的柱体，该柱体沿Z轴方向延伸；在主轴2外圆的沿轴线方向设置一平面，该平面与主轴2的轴线相平行，以构成用于与滑座5定位、导向、防扭转的滑行结合面211；所述滑座5在滑孔51的孔壁处设有第一结合面52和第二结合面53，第一结合面52对应主轴2的滑行结合面211设置，第一结合面52为一与主轴2的轴线相平行的平面，第一结合面52和第二结合面53在Z轴方向正投影上的延长线相交构成一角度a，第一结合面52和第二结合面53均沿Z轴方向贯穿滑孔51；第一结合面52与主轴2的滑行结合面211紧贴并呈面与面的滑动配合，第二结合面53与主轴2轴线平行，第二结合面53与主轴2的外圆一母线紧贴并呈面与至少一连线的滑动配合；所述滑座5在位于滑孔51上第一结合面52和第二结合面53相对一侧设置有导向孔54，导向孔54的孔轴线与主轴2轴线相垂直，在导向孔54中安装压紧组件6，压紧组件6具有一端面与主轴2外圆相抵紧的压紧导向块61，压紧导向块61在朝向主轴2方向的一侧设置有压紧面611，压紧导向块61的压紧面611与主轴2的外圆紧贴并呈面与至少一条线的滑动配合；上述主轴2滑行结合面211与滑座5第一结合面52、主轴2外圆母线与滑座5第二结合面53、主轴2外圆另一母线与压紧导向块61压紧面611形成了一面两线的定位导向结构，主轴2滑行结合面211与滑座5第一结合面52之间还起到随主轴2同向扭转作用。

在本发明实施例二中，如附图12所示，所述齿轮传动组件3包括第一齿轮31和第二齿轮32，第一齿轮31与第二齿轮32啮合，第二齿轮32的齿数大于第二齿轮32的齿数，第一齿轮31固定套设在驱动电机11的输出轴上，第二齿轮32固定套设在螺母42上，驱动电机11驱动第一齿轮31转动，第一齿轮31带动第二齿轮32和螺母42绕螺母42的轴线转动，由此来带动主轴2沿滑座5导轨面上下运动位移。

在本发明实施例二中，如附图8所示，所述压紧组件6还包括压紧压板62、紧定螺钉63、弹簧64，在滑座5滑孔51的外侧固定压紧压板62，在压紧压板62上旋接有紧定螺钉63，在压紧导向块61朝外侧的一面设有一容置槽612，容置槽612用于放置弹簧64，弹簧64的一端与压紧压板62相抵、另一端与压紧导向块61相抵，由弹簧64的弹性作用力提供压紧导向块61对主轴2的压紧力。弹簧64的压力大小，首先要确保通过压紧导向块61使主轴2周向平面的主轴2外圆一母线与滑座5第一结合面52、第二结合面53之间紧密贴合，又能使主轴2上下运动，压紧导向块61采用弹簧64压紧，还可以在主轴2与滑座5、压紧导向块61之间导向面（线）出现磨损时，自动推进压紧导向块61，实现间隙补偿。所述导向孔54的数量为两个，两个导向孔54沿Z轴方向上下设置在滑座5上，压紧组件6的数量为两组，每个压紧组件6分别与各自的导向孔54对应配合，所述滑座5上在两组压紧组件6之间设置有一锁紧组件9，锁紧组件9包括一锁紧压板91、锁紧螺钉92。

在本发明实施例二中，如附图11所示，所述连接组件7包括上连接部71、下连接部72以及浮动连接部73，上连接部71安装在丝杆41的下端，下连接部72位于上连接部71的下方并且相对于滑座5固定连接，浮动连接部73与上连接部71、下连接部72相连接并保持上连接部71、下连接部72在丝杆41径向上的自由度。由于主轴2的上下位移是由电机配合齿轮传动组件3来驱动的，在电机带动齿轮传动组件3时，齿轮之间啮合传动时会有齿轮跳动，由于丝杆41的下端与滑座5是固定连接的，在力矩传递过程中，主轴2在上下运动时丝杆41的跳动会传递给主轴2，影响到主轴2上下运动的精度。现在的改进是丝杆41和滑座5是通过连接组件7进行联接的，在传动过程中，丝杆41的跳动不会传给主轴2，这样子就减小对主轴2的上下运动精度影响。具体的，所述浮动连接部73为一上下贯通的圆环柱体，在浮动连接部73环形主体的周向上开设有上下两个固定销孔731，上下两个固定销孔731的孔在径向上相互垂直；上连接部71包含第一销钉711，在丝杆41的下端部开设有第一销孔411；丝杆41的下端部进入浮动连接部73环形主体的内部，并由第一销钉711穿过浮动连接部73位于上方的固定销孔731、穿过丝杆41的下端部第一销孔411后，构成丝杆41与浮动连接部73在Z轴方向上的定位限制、在丝杆41上沿第一销钉711的滑动自由度；下连接部72包含第二销钉721、扁轴722，扁轴722固定在滑座5的一侧，在扁轴722的上端部开设有第二销孔7221；所述扁轴722的上端部进入浮动连接部73环形主体的内部，并由第二销钉721穿过浮动连接部73位于下方的固定销孔731、穿过扁轴722的上端部第二销孔7221后，构成丝杆41与浮动连接部73、扁轴722在Z轴方向上的定位限制、在丝杆41上沿第二销钉721的滑动自由度。

实施例三

如附图13至附图18所示，本实施例与实施例二的不同之处在于：在本发明实施例三中，所述主轴2上具有两个周向面21，其中一个为滑行结合面211，滑行结合面211至少在主轴2与滑座5的位移行程上沿Z轴方向设置，另外一个为刻度指示面212，刻度指示面212上设置有刻度指示区域2121，位移行程的有效行程可以设置为200mm，在刻度指示区域2121内设置刻度50至刻度250，方便工作人员对主轴2的位移距离进行读取。在实施例三中，刻度指示面212要求与滑座5的第二结合面53错开，确保主轴2与第二结合面53的接触面为主轴2外圆母线。

在上述三个实施例中，在主轴2的下端均设置有导向器安装板8，导向器安装板8中安装导向器（导向器图中未示出），主轴2的作用是带动导向器尽量靠近工件和喷嘴，因此要求主轴2的直线运动精度非常高。

针对上述实施例，本发明可能产生的变化描述如下：

1.在以上实施例中，所述滑座5在滑孔51的孔壁处设有第一结合面52和第二结合面53，第一结合面52为一与主轴2的轴线相平行的平面，第二结合面53可以是一个平面，由一个面和主轴2上的外圆母线形成一条线的滑动配合，也可以在该第二结合面53上沿Z轴方向设置两个凸筋，由两个凸筋和主轴2上的外圆周边形成两条线的滑动配合。

2.在以上实施例中，第一结合面52和第二结合面53在Z轴方向正投影上的延长线相交构成的角度a，该角度a的大小可以选择30度～90度，或是35度～80度，或是40度～80度，或是45度～75度，或是50度～70，或是55度～65，本案例角度a选择60度，制作后检测效果达到预期目标。

3. 在以上实施例中，角度b在第一象限内为0度～60度，可选的，角度b为角度a的二分之一，可选的角度b在第一象限内为15度～45度、可选的角度b在第一象限内为25度～40度、可选的角度b在第一象限内为30度，制作后检测效果达到预期目标。

4. 在以上实施例中，所述连接组件7具有一能够让丝杆41产生径向浮动的浮动连接部73，在丝杆41下端与滑座5连接时，丝杆41径向产生浮动，所述连接组件7不限于一种结构，也可以采用其他浮动连接组件7，如弹性片连接组件、十字滑槽连接组件7等，只要在丝杆41下端与滑座5连接时，以丝杆41径向产生浮动即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，该Z轴结构包括主轴(2)、滑座(5)和压紧组件(6)；所述滑座(5)上设置有供主轴(2)穿过的滑孔(51)，主轴(2)在滑座(5)中沿Z轴方向运动位移，滑座(5)上设置用于压紧主轴(2)的压紧组件(6)；其特征在于：

所述主轴(2)为外轮廓是圆柱形的柱体，该柱体沿Z轴方向延伸；在主轴(2) 圆柱面上沿轴线方向设置一平面，该平面与主轴(2)的轴线相平行，以构成用于与滑座(5)定位、导向及防扭转的滑行结合面(211)；

所述滑座(5)在滑孔(51)的孔壁处设有第一结合面(52)和第二结合面(53)，第一结合面(52)对应主轴(2)的滑行结合面(211)设置，第一结合面(52)为一与主轴(2)的轴线相平行的平面，第一结合面(52)和第二结合面(53)在Z轴方向正投影上的延长线相交构成一角度a，第一结合面(52)和第二结合面(53)均沿Z轴方向贯穿滑孔(51)；第一结合面(52)与主轴(2)的滑行结合面(211)紧贴并呈面与面的滑动配合，第二结合面(53)与主轴(2)轴线平行，第二结合面(53)与主轴(2)外圆的一母线紧贴并呈面与至少一母线的滑动配合；

所述滑座(5)在位于滑孔(51)上第一结合面(52)和第二结合面(53)之间相对一侧设置有导向孔(54)，在导向孔(54)中安装压紧组件(6)，压紧组件(6)具有一端面与主轴(2)外圆另一母线相抵紧的压紧导向块(61)，压紧导向块(61)在朝向主轴(2)方向的一侧设置有压紧面(611)，压紧导向块(61)的压紧面(611)与主轴(2) 轴线平行，压紧面(611)与主轴(2)外圆呈至少一条线的滑动紧贴配合；

所述主轴(2)滑行结合面(211)与滑座(5)第一结合面(52)、主轴(2)外圆母线与滑座(5)第二结合面(53)、主轴(2)外圆另一母线与压紧导向块(61)压紧面(611)形成了一面两线的无间隙定位导向及防扭转结构，所述主轴(2)滑行结合面(211)与滑座(5)第一结合面(52)之间形成限制主轴(2)周向扭转结构。

2.根据权利要求1所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：以第一结合面(52)和第二结合面(53)在Z轴方向正投影上的延长线相交的交点为原点，设定以第一结合面(52)的Z轴投影延长线为X轴，以与第一结合面(52)的Z轴投影延长线垂直的线为Y轴，构成一平面直角坐标系，定义第一结合面(52)和第二结合面(53)在Z轴方向正投影上的延长线相交构成的角度a位于第一象限内，该角度a在第一象限内为30度～90度；压紧导向块(61)与主轴(2)的抵靠位置处同样位于第一象限内，压紧导向块(61)与主轴(2)的抵靠位置中心点与原点的延长线和第一结合面(52)的Z轴投影延长线构成角度b，角度b在第一象限内为15度～45度。

3.根据权利要求1或2所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述Z轴结构还包括联接板(10)、驱动组件(1)、齿轮传动组件(3)、丝杆螺母副(4)、轴承、连接组件(7)及导向器安装板(8)，丝杆螺母副(4)包括螺母(42)和丝杆(41)，联接板(10)安装在主轴(2)的上端面上，在联接板(10)上开设有安装孔(101)，安装孔(101)内安装轴承，轴承内孔安装螺母(42)，丝杆(41)旋接在螺母(42)中，驱动组件(1)包括驱动电机(11)和电机座(12)，电机座(12)安装在联接板(10)的上表面，驱动电机(11)安装在电机座(12)上，电机与丝杆螺母副(4)通过齿轮传动组件(3)进行传动；所述丝杆(41)下端和滑座(5)之间由连接组件(7)连接，导向器安装板(8)与主轴(2)下端面固定连接。

4.根据权利要求3所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述滑座(5)固定不动，所述齿轮传动组件(3)包括第一齿轮(31)和第二齿轮(32)，第一齿轮(31)与第二齿轮(32)啮合，第二齿轮(32)的齿数大于第二齿轮(32)的齿数，第一齿轮(31)固定套设在驱动电机(11)的输出轴上，第二齿轮(32)固定套设在螺母(42)上，驱动电机(11)驱动第一齿轮(31)转动，第一齿轮(31)带动第二齿轮(32)和螺母(42)绕螺母(42)的轴线转动，由此来带动主轴(2)沿滑座(5)上下运动位移。

5.根据权利要求3所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述压紧组件(6)还包括压紧压板(62)、紧定螺钉(63)、弹簧(64)，在滑座(5)滑孔(51)的外侧固定压紧压板(62)，在压紧压板(62)上旋接有紧定螺钉(63)，在压紧导向块(61)朝外侧的一面设有一容置槽(612)，容置槽(612)用于放置弹簧(64)，弹簧(64)的一端与压紧压板(62)相抵、另一端与压紧导向块(61)相抵，由弹簧(64)的弹性作用力提供压紧导向块(61)对主轴(2)的压紧力。

6.根据权利要求5所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述导向孔(54)的数量为两个，两个导向孔(54)沿Z轴方向上下设置在滑座(5)上，压紧组件(6)的数量为两组，每个压紧组件(6)分别与各自的导向孔(54)对应配合。

7.根据权利要求6所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述滑座(5)上在两组压紧组件(6)之间设置有一锁紧组件(9)，锁紧组件(9)包括一锁紧压板(91)、锁紧螺钉(92)。

8.根据权利要求6所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述连接组件(7)具有一能够让丝杆(41)产生径向浮动的浮动连接部(73)，在丝杆(41)下端与滑座(5)连接时，丝杆(41)径向产生浮动。

9.根据权利要求7所述的数控电火花往复走丝线切割机床Z轴结构，其特征在于：所述连接组件(7)采用浮动连接组件、弹性片连接组件或十字滑槽连接组件。

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