CN219026636U - 一种三轴钻攻加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三轴钻攻加工装置，属于机床加工领域，包括：Y轴双线圈电机安装在底座上端中间处，鞍座安装在Y轴双线圈电机上，X轴双线圈电机安装在鞍座上端，工作台安装在X轴双线圈电机上，立柱安装在底座的后端侧边，Z轴单线圈电机安装在立柱上，主轴箱安装在Z轴单线圈电机上，且主轴箱位于工作台上方；其中；X轴双线圈电机带动工作台在鞍座上沿X轴方向移动，Y轴双线圈电机带动鞍座以及工作台在底座上沿Y轴方向移动，Z轴单线圈电机带动主轴箱在立柱上沿Z轴方向移动，双线圈结构可以提高整体的承载力，保持运动的稳定性，同时线圈电机也可提高移动速度，精度；整体可以有效的提高机床的加工效率，解决了传动链磨损的缺陷。

Description

一种三轴钻攻加工装置

技术领域

本实用新型涉及机床加工领域，具体涉及一种三轴钻攻加工装置。

背景技术

目前市场上的钻攻加工大多是滚珠丝杠加上旋转伺服电机传动的，还有一系列的机械结构，如：螺母、联轴节、轴承、电机座等，由于机械结构的连接误差、滚珠丝杠的反向间隙，机床的精度不稳定，加工精度不高。

现也有一部分采用了单线圈直线电机作为驱动来进行钻攻加工过程中的移动，速度快，精度较丝杠传动高，但是法向吸力大，承载力不足，易变形，不适用与中、大型机床中使用。

因此现亟需一种传动快，精度高，承载力高，稳定性好的三轴钻攻加工装置。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型目的是提供一种新技术方案：传动响应快，精度高，稳定性强。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种三轴钻攻加工装置，包括：

底座、鞍座、X轴双线圈电机、Y轴双线圈电机、Z轴单线圈电机、工作台、立柱和主轴箱；

所述Y轴双线圈电机安装在所述底座上端中间处，所述鞍座安装在所述Y轴双线圈电机上，且所述Y轴双线圈电机带动所述鞍座在前后方向上运动，所述X轴双线圈电机安装在所述鞍座上端，所述工作台安装在所述X轴双线圈电机上，且所述X轴双线圈电机带动所述工作台在左右方向上运动；

所述立柱安装在所述底座的后端侧边，所述Z轴单线圈电机安装在所述立柱上，所述主轴箱安装在所述Z轴单线圈电机上，且所述主轴箱位于所述工作台上方，所述Z轴单线圈电机带动所述主轴箱在上下方向上运动。

本实用新型的有益效果是：工作台用于放置待加工工件以及进行加工等操作，X轴双线圈电机带动工作台在鞍座上沿X轴方向移动，Y轴双线圈电机带动鞍座以及工作台在底座上沿Y轴方向移动，Z轴单线圈电机带动主轴箱在立柱上沿Z轴方向移动，X轴双线圈电机和Y轴双线圈电机的双线圈结构可以提高整体的承载力，保持运动的稳定性，同时线圈电机也可提高移动速度，精度；整体可以有效的提高机床的加工效率，解决了传动链磨损的缺陷。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述X轴双线圈电机包括第一线圈动子、第二线圈动子和第一尺板定子，所述第一线圈动子、所述第二线圈动子和所述第一尺板定子均为长条状，所述第一线圈动子和所述第二线圈动子间隔并列垂直安装在所述工作台下端面，所述第一尺板定子垂直安装在所述鞍座上端面，且所述第一尺板定子位于所述第一线圈动子和所述第二线圈动子的中间处，所述第一尺板定子分别与所述第一线圈动子和所述第二线圈动子间隔相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：X轴双线圈电机包括第一线圈动子、第二线圈动子和第一尺板定子，其中第一线圈动子、第二线圈动子间隔并列垂直安装在工作台下端面，第一尺板定子垂直安装在鞍座上端面，且第一尺板定子位于第一线圈动子和第二线圈动子的中间处，这样的双线圈动子和尺板定子的结构较普通的直线电机更具推动力，且能更好的保持工作台的运动精度，同时垂直安装相较于普通直线电机的平行安装更具刚性及稳定性，减小法向吸力，铸件变形少。

进一步，所述Y轴双线圈电机包括第三线圈动子、第四线圈动子和第二尺板定子，所述第三线圈动子、所述第四线圈动子和所述第二尺板定子均为长条状，所述第三线圈动子和所述第四线圈动子间隔并列垂直安装鞍座下端面，所述第二尺板定子垂直安装在所述底座的上端面，且所述第二尺板定子位于所述第三线圈动子和所述第四线圈动子中间处，所述所述第二尺板定子分别与所述第三线圈动子和所述第四线圈动子间隔相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：Y轴双线圈电机包括第三线圈动子、第四线圈动子和第二尺板定子，这样可以更好的带动鞍座以及工作台在Y轴移动，提高了整体的刚性，受力更强，同时移动精度更高。

进一步，所述Z轴单线圈电机包括第五线圈动子和第三尺板定子，所述第五线圈动子和所述第三尺板定子均为长条状，所述第五线圈动子水平安装在所述主轴箱上，所述第三尺板定子上水平安装在所述立柱上，且所述第五线圈动子和第三尺板定子之间为间隔连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于Z轴为竖直方向移动，承载力不大，刚性也不需太强，所以其为单线圈电机即可，第五线圈动子和第三尺板定子之间的间隔连接也可以确保主轴箱的移动精度。

进一步，还包括第一直线导轨、第二直线导轨和第三直线导轨，所述第一直线导轨有两根分别安装在所述鞍座的两侧边上，且所述工作台下端设有两个第一凹槽，且所述工作台分别通过两个所述第一凹槽与两根所述第一直线导轨一一对应滑动连接；所述第二直线导轨有两根分别安装在所述底座的两侧边上，且所述鞍座下端设有两个第二凹槽，且所述鞍座分别通过两个所述第二凹槽与两根所述第二直线导轨一一对应滑动连接；所述第三直线导轨有两根分别安装在所述立柱上，所述主轴箱上设有两个第三凹槽，且所述主轴箱分别通过两个所述第三凹槽与两根所述第三直线导轨一一对应滑动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一直线导轨，第二直线导轨和第三直线导轨分别用于为鞍座运动、工作台运动以及主轴箱运动提供导向，提高运动精度。

进一步，所述工作台上端面开设有用于固定代加工件的多条均匀间隔分布的凹槽和连接孔，所述工作台的左右两侧还安装有两个防护罩，两个所述防护罩一一对应覆盖在所述工作台下方的两个所述第一直线导轨的两侧。

采用上述进一步方案的有益效果是：工作台上端面的凹槽和连接孔，用于固定待加工件，确保加工时是稳定性和精确度。

进一步，三轴钻攻加工装置还包括第一光栅尺、第二光栅尺和第三光栅尺，所述第一光栅尺横跨安装在所述底座和所述鞍座之间，且与所述X轴双线圈电机平行，所述第二光栅尺横跨安装在所述鞍座和所述工作台之间，且与所述述Y轴双线圈电机平行，所述第三光栅尺横跨安装在所述立柱和所述主轴箱之间，且与所述Z轴单线圈电机平行。

采用上述进一步方案的有益效果是：光栅尺用于和双线圈电机配套使用，可以提高整体的精度，保证加工的效果；其中第一光栅尺横跨安装在底座和鞍座间，且与X轴双线圈电机平行，进而在X轴运动方向上提供更好的移动精度，第二光栅尺用于在Y轴方向上提供更好的移动精度，第三光栅尺用于在Z轴方向上提供更好的移动精度。

进一步，所述第一光栅尺、所述第二光栅尺和第三光栅尺外侧还均安装有防护板。

采用上述进一步方案的有益效果是：防护板用于保护各光栅尺确保使用寿命更长。

进一步，所述主轴箱下端还安装有刀架。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述主轴箱下端还安装有刀架。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的正视图；

图4为本实用新型的俯视图；

图5为本实用新型X轴双线圈电机的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座；11、第二直线导轨；2、鞍座；21、第一直线导轨；3、X轴双线圈电机；31、第一线圈动子；32、第二线圈动子；33、第一尺板定子；4、Y轴双线圈电机；41、第三线圈动子；42、第四线圈动子；43、第二尺板定子；5、Z轴单线圈电机；51、第五线圈动子；52、第三尺板定子；6、工作台；7、立柱；71、第三直线导轨；8、主轴箱；91、第一光栅尺；92、第二光栅尺；93、第三光栅尺。

具体实施方式

为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：如图1-2所示，本实用新型公开的一种三轴钻攻加工装置的实施例，包括：

底座1、鞍座2、X轴双线圈电机3、Y轴双线圈电机4、Z轴单线圈电机5、工作台6、立柱7和主轴箱8；

Y轴双线圈电机4安装在底座1上端中间处，鞍座2安装在Y轴双线圈电机4上，且Y轴双线圈电机4带动鞍座2在前后方向上运动，X轴双线圈电机3安装在鞍座2上端，工作台6安装在X轴双线圈电机3上，且X轴双线圈电机3带动工作台6在左右方向上运动；

立柱7安装在底座1的后端侧边，Z轴单线圈电机5安装在立柱7上，主轴箱8安装在Z轴单线圈电机5上，且主轴箱8位于工作台6上方，Z轴单线圈电机5带动主轴箱8在上下方向上运动。

具体的，Y轴双线圈电机4安装在底座1上端中间处，鞍座2安装在Y轴双线圈电机4上，通过Y轴双线圈电机4带动鞍座2在底座1上沿电机方向Y轴前后移动，X轴双线圈电机3安装在鞍座2上端，工作台6安装在X轴双线圈电机3上，通过X轴双线圈电机3带动工作台6在鞍座2上沿X轴方向左右移动，Z轴单线圈电机5安装在立柱7上，主轴箱8安装在Z轴单线圈电机5上，Z轴单线圈电机5带动主轴箱8在立柱7上沿Z轴上下移动。

应理解的，双线圈电机的双线圈电机驱动可以提高整体的承载力，保持运动的稳定性，同时线圈电机也可提高移动速度，精度；双线圈电机消除了传动的反向间隙、弹性变形、摩擦、震动等，提高了机床的加工效率、机床精度稳定性、解决了传动链磨损的缺陷、保证了更长的使用年限，可使机床长期保持精度稳定性。

优选的，X轴为左右方向，Y轴为前后方向，Z轴为上下方向。

在实施例1的基础上，实施例2：如图2-3所示，X轴双线圈电机3包括第一线圈动子31、第二线圈动子32和第一尺板定子33，第一线圈动子31、第二线圈动子32和第一尺板定子33均为长条状，第一线圈动子31和第二线圈动子32间隔并列垂直安装在工作台6下端面，第一尺板定子33垂直安装在鞍座2上端面，且第一尺板定子33位于第一线圈动子31和第二线圈动子32的中间处，第一尺板定子33分别与第一线圈动子31和第二线圈动子32间隔相连。

具体的，X轴双线圈电机3的内部结构为：第一线圈动子31和第二线圈动子32间隔并列垂直安装在工作台6下端面，第一尺板定子33垂直安装在鞍座2上端面，且第一尺板定子33位于第一线圈动子31和第二线圈动子32的中间处，第一线圈动子31和第二线圈动子32带动工作台6在第一尺板定子33上通过相互间的电磁感应进行移动。

应理解的，这种非接触式的传动，通过电磁感应，将电能转换为直线运动，拖动工作台6往X轴方向左右移动；此外双线圈动子和尺板定子的结构较普通的直线电机更具推动力，且能更好的保持工作台6的运动精度，同时垂直安装相较于普通直线电机的平行安装大大提升了机床的刚性及稳定性，以及减小了法向吸力，铸件变形少。

优选的，第一线圈动子31与第一尺板定子33以及第二线圈动子32与第一尺板定子33之间的装配尺寸间距为0.8mm。

在实施例1的基础上，实施例3：如图2-3所示，Y轴双线圈电机4包括第三线圈动子41、第四线圈动子42和第二尺板定子43，第三线圈动子41、第四线圈动子42和第二尺板定子43均为长条状，第三线圈动子41和第四线圈动子42间隔并列垂直安装鞍座2下端面，第二尺板定子43垂直安装在底座的上端面，且第二尺板定子43位于第三线圈动子41和第四线圈动子42中间处，第二尺板定子43分别与第三线圈动子41和第四线圈动子42间隔相连。

具体的，Y轴双线圈电机4的内部结构为：第三线圈动子41和第四线圈动子42间隔并列垂直安装鞍座2下端面，第二尺板定子43垂直安装在底座的上端面，且第二尺板定子43位于第三线圈动子41和第四线圈动子42中间处，第三线圈动子41和第四线圈动子42带动鞍座2沿第二尺板定子43方向上通过电磁感应进行推动移动。

应理解的，Y轴双线圈电机4通过两个线圈动子可以更好的带动鞍座2以及工作台6在Y轴方向移动，同时垂直安装结构可以保持整体的刚性，受力更强，同时移动精度更高。

优选的，双线圈电机为两个线圈动子和一个尺板定子组成，较单线圈电机(直线电机)推动力更大，安装方式不同，刚性也更强。

优选的，第三线圈动子41、第四线圈动子42和第二尺板定子43之间的装配尺寸间距为0.8mm。

在实施例1的基础上，实施例4：如图2-3所示，Z轴单线圈电机5包括第五线圈动子51和第三尺板定子52，第五线圈动子51和第三尺板定子52均为长条状，第五线圈动子51水平安装在主轴箱8上，第三尺板定子52上水平安装在立柱7上，且第五线圈动子51和第三尺板定子52之间为间隔连接。

应理解的，Z轴单线圈电机5为单线圈电机，第五线圈动子51水平安装在主轴箱8上，第三尺板定子52上水平安装在立柱7上，通过第五线圈动子51带动主轴箱8移动，此结构线圈和尺板水平安装，中间无任何连接机构，尽可能的减少了Z轴导轨安装面到主轴中心的距离，减少了Z轴方向上移动的负载惯量，轻量化的设计，大大提高了机床的运行速度，也保证了机床的加工精度。

优选的，第五线圈动子51和第三尺板定子52之间的装配尺寸间距为0.8mm。

在实施例1的基础上，实施例5：如图2-3所示，还包括第一直线导轨21、第二直线导轨11和第三直线导轨71，第一直线导轨21有两根分别安装在鞍座2的两侧边上，且工作台6下端设有两个第一凹槽，且工作台6分别通过两个第一凹槽与两根第一直线导轨21一一对应滑动连接；第二直线导轨11有两根分别安装在底座1的两侧边上，且鞍座2下端设有两个第二凹槽，且鞍座2分别通过两个第二凹槽与两根第二直线导轨11一一对应滑动连接；第三直线导轨71有两根分别安装在立柱7上，主轴箱8上设有两个第三凹槽，且主轴箱8分别通过两个第三凹槽与两根第三直线导轨71一一对应滑动连接。

具体的，第一直线导轨21有两根分别安装在鞍座2的两侧边上，工作台6分别通过两个第一凹槽与两根第一直线导轨21一一对应滑动连接，进而确保工作台6在第一直线导轨21上的运动，保持整个运动的精度，第二直线导轨11有两根分别安装在底座1的两侧边上，鞍座2分别通过两个第二凹槽与两根第二直线导轨11一一对应滑动连接，进而确保鞍座2在第二直线导轨11上的运动，第三直线导轨71有两根分别安装在立柱7上主轴箱8分别通过两个第三凹槽与两根第三直线导轨71一一对应滑动连接，确保主轴箱8的运动，提高运动精度。

在实施例1的基础上，实施例6：如图2-3所示，工作台6上端面开设有用于固定代加工件的多条均匀间隔分布的凹槽和连接孔，工作台6的左右两侧还安装有两个防护罩，两个防护罩一一对应覆盖在工作台6下方的两个第一直线导轨21的两侧。

应理解的，工作台6用于固定待加工件，通过凹槽和连接孔以及结合螺栓或各种夹具，进而完成对待加工件的固定，确保加工时是稳定性和精确度。

在实施例1的基础上，实施例7：如图2-3所示，三轴钻攻加工装置还包括第一光栅尺91、第二光栅尺92和第三光栅尺93，第一光栅尺91横跨安装在底座1和鞍座2之间，且与X轴双线圈电机3平行，第二光栅尺92横跨安装在鞍座2和工作台6之间，且与述Y轴双线圈电机4平行，第三光栅尺93横跨安装在立柱7和主轴箱8之间，且与Z轴单线圈电机5平行。

应理解的，第一光栅尺91横跨安装在底座1和鞍座2之间，确保底座1和鞍座2之间的相对运动的精确性，第二光栅尺92横跨安装在鞍座2和工作台6之间，确保鞍座2和工作台6之间相对运动的精确性，第三光栅尺93横跨安装在立柱7和主轴箱8之间，确保立柱7和主轴箱8之间相对运动的精确性。

优选的，光栅尺包括标尺光栅和光栅读数头，标尺光栅和光栅读数头分别安装在两个相对位移的物体平面上，通过标尺光栅和光栅读数头为X轴双线圈电机3、Y轴双线圈电机4和Z轴单线圈电机5的移动提供精确的位置指向。

在实施例1的基础上，实施例8：如图2-3所示，第一光栅尺91、第二光栅尺92和第三光栅尺93外侧还均安装有防护板。

应理解的，防护板用于保护各光栅尺，确保其使用寿命更长。

在实施例1的基础上，实施例9：如图2-3所示，主轴箱8下端还安装有刀架。

应理解的，刀架用于安放刀具，进而在使用加工零件时，通过刀具完成加工。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种三轴钻攻加工装置，其特征在于，包括：

底座(1)、鞍座(2)、X轴双线圈电机(3)、Y轴双线圈电机(4)、Z轴单线圈电机(5)、工作台(6)、立柱(7)和主轴箱(8)；

所述Y轴双线圈电机(4)安装在所述底座(1)上端中间处，所述鞍座(2)安装在所述Y轴双线圈电机(4)上，且所述Y轴双线圈电机(4)带动所述鞍座(2)在前后方向上运动，所述X轴双线圈电机(3)安装在所述鞍座(2)上端，所述工作台(6)安装在所述X轴双线圈电机(3)上，且所述X轴双线圈电机(3)带动所述工作台(6)在左右方向上运动；

所述立柱(7)安装在所述底座(1)的后端侧边，所述Z轴单线圈电机(5)安装在所述立柱(7)上，所述主轴箱(8)安装在所述Z轴单线圈电机(5)上，且所述主轴箱(8)位于所述工作台(6)上方，所述Z轴单线圈电机(5)带动所述主轴箱(8)在上下方向上运动。

2.根据权利要求1所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，所述X轴双线圈电机(3)包括第一线圈动子(31)、第二线圈动子(32)和第一尺板定子(33)，所述第一线圈动子(31)、所述第二线圈动子(32)和所述第一尺板定子(33)均为长条状，所述第一线圈动子(31)和所述第二线圈动子(32)间隔并列垂直安装在所述工作台(6)下端面，所述第一尺板定子(33)垂直安装在所述鞍座(2)上端面，且所述第一尺板定子(33)位于所述第一线圈动子(31)和所述第二线圈动子(32)的中间处，所述第一尺板定子(33)分别与所述第一线圈动子(31)和所述第二线圈动子(32)间隔相连。

3.根据权利要求1所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，所述Y轴双线圈电机(4)包括第三线圈动子(41)、第四线圈动子(42)和第二尺板定子(43)，所述第三线圈动子(41)、所述第四线圈动子(42)和所述第二尺板定子(43)均为长条状，所述第三线圈动子(41)和所述第四线圈动子(42)间隔并列垂直安装鞍座(2)下端面，所述第二尺板定子(43)垂直安装在所述底座的上端面，且所述第二尺板定子(43)位于所述第三线圈动子(41)和所述第四线圈动子(42)中间处，所述第二尺板定子(43)分别与所述第三线圈动子(41)和所述第四线圈动子(42)间隔相连。

4.根据权利要求1所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，所述Z轴单线圈电机(5)包括第五线圈动子(51)和第三尺板定子(52)，所述第五线圈动子(51)和所述第三尺板定子(52)均为长条状，所述第五线圈动子(51)水平安装在所述主轴箱(8)上，所述第三尺板定子(52)上水平安装在所述立柱(7)上，且所述第五线圈动子(51)和第三尺板定子(52)之间为间隔连接。

5.根据权利要求1所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，还包括第一直线导轨(21)、第二直线导轨(11)和第三直线导轨(71)，所述第一直线导轨(21)有两根分别安装在所述鞍座(2)的两侧边上，且所述工作台(6)下端设有两个第一凹槽，且所述工作台(6)分别通过两个所述第一凹槽与两根所述第一直线导轨(21)一一对应滑动连接；所述第二直线导轨(11)有两根分别安装在所述底座(1)的两侧边上，且所述鞍座(2)下端设有两个第二凹槽，且所述鞍座(2)分别通过两个所述第二凹槽与两根所述第二直线导轨(11)一一对应滑动连接；所述第三直线导轨(71)有两根分别安装在所述立柱(7)上，所述主轴箱(8)上设有两个第三凹槽，且所述主轴箱(8)分别通过两个所述第三凹槽与两根所述第三直线导轨(71)一一对应滑动连接。

6.根据权利要求5所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，所述工作台(6)上端面开设有用于固定代加工件的多条均匀间隔分布的凹槽和连接孔，所述工作台(6)的左右两侧还安装有两个防护罩，两个所述防护罩一一对应覆盖在所述工作台(6)下方的两个所述第一直线导轨(21)的两侧。

7.根据权利要求1所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，还包括第一光栅尺(91)、第二光栅尺(92)和第三光栅尺(93)，所述第一光栅尺(91)横跨安装在所述底座(1)和所述鞍座(2)之间，且与所述X轴双线圈电机(3)平行，所述第二光栅尺(92)横跨安装在所述鞍座(2)和所述工作台(6)之间，且与所述述Y轴双线圈电机(4)平行，所述第三光栅尺(93)横跨安装在所述立柱(7)和所述主轴箱(8)之间，且与所述Z轴单线圈电机(5)平行。

8.根据权利要求7所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，所述第一光栅尺(91)、所述第二光栅尺(92)和第三光栅尺(93)外侧还均安装有防护板。

9.根据权利要求1所述的三轴钻攻加工装置，其特征在于，所述主轴箱(8)下端还安装有刀架。

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