数控三维雕刻机制造技术

一种数控三维雕刻机，它包括Ｘ轴横梁（１０）、Ｘ轴电机（６）、与电机输出轴相连接的Ｘ轴丝杆（３）、以及平行设置在Ｘ轴丝杆（３）两侧的Ｘ轴直线导轨（１）、和由Ｘ轴丝杆驱动的Ｘ轴拖板（１５），其特征在于：所述Ｘ轴横梁的两端各设置有一轴承座，所述两轴承座均为一其上加工有分别用于安装Ｘ轴丝杆（３）、Ｘ轴直线导轨（１）轴孔的整体式轴承座；所述Ｘ轴丝杆（３）的两端分别通过轴承安装在两轴承座的中心轴孔内，两根Ｘ轴直线导轨（１）的两端通过定位件固定安装在两轴承座的上、下轴孔内。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种三维雕刻设备，具体说是涉及一种数控三维雕刻机。
技术介绍
现有技术的三维雕刻设备如图1至图9所示，其具体结构及工作原理如下如图1、2所示，固定于工作台9`上的步进电机(或伺服电机)1`通过联轴器2`与Y轴丝杆3`连为一体，Y轴丝杆3`通过轴承座6`、7`悬挂于工作台9`上，在电脑控制下，电机1`的旋转运动将带动螺母4`作前后运动；Y`轴螺母4`与Y轴螺母座8`、Y轴拖板5`、左右立板10`、Y轴滑块11`、X轴横梁14`联为一体，并悬挂于固定在工作台9`上的Y轴导轨12`上，由此实现X轴横梁14`在Y轴方向上的运动，X轴横梁14`的运动带动了X轴整套机构，以及在X轴上安装的Z轴机构在Y轴方向的运动。如图2、图3、图5所示，X轴电机15`通过电机座16`；X轴丝杆17`通过轴承座18`、19`固定于横梁14`上，电机15`通过联轴器20`带动丝杆17`旋转，拖动X轴螺母21`作X轴方向的运动。X轴螺母21`与X轴螺母座22`、X轴拖板23`、Z轴立板24`、Z轴横板25`、Z轴轴承座26`、X轴滑块27`通过螺栓联为一体，并悬挂于X轴直线导轨29`上，共同实现X轴方向的运动。X轴直线导轨29`通过螺栓13`与X轴导轨托板39`联为一体，X轴导轨托板39`与X轴横梁14`通过螺栓固定。上述现有技术的结构虽其X轴直线导轨29`、托板39`为标准件，导轨中心距托板底面尺寸公差为0.02mm，二导轨可以在X轴横梁上固定后保证在一个平面，却无法保证在1米～2米长度内二者的距离精度。因托板宽度尺寸无公差要求，即使横梁14`上加工二个定位台阶也无法保证。图2所示，电机15`、X轴丝杆17`更是难以调整到二根导轨29`的中位或理论位置，因丝杆17`、电机15`相对于X轴横梁14`的垂直面A的水平距离是靠电机座16`、轴承座18`、19`的孔中心高决定的，过多工件的积累误差，以及此种工件结构工艺性较差，也难以保证丝杆17`与导轨29`在一个垂直面上(或正确的位置上)，同时电机15`、丝杆17`的同心度也难以保证。再如图3所示，虽然外购滑块27`的中心到底面B有0.02mm供货公差保证，但X轴螺母座22`的孔中心到底面C的距离、X轴拖板23`中B面到C面的距离在加工装配中积累误差也较大，也难以经济地保证X轴滑块27`、X轴螺母座22`之间的形位公差要求，故在使用此种结构时，易出现卡死现象，特别是经未受过专业训练的维修人员拆修机器时，更会造成上述现象的发生，从而影响机器工作精度和使用寿命。如图3、图4所示，在Z轴方向上，Z轴电机30`靠止口D定位于Z轴横板25`上，Z轴丝杆32`的下端固定在轴承座26`上，件25`、26`通过螺栓与Z轴立板24`联接，Z轴电机30`、联轴器31`、Z轴丝杆32`旋转带动Z轴螺母33`在Z轴方向上作上下运动，Z轴螺母33`、Z轴拖板34`、刀架支座40`、主轴电机36`、Z轴滑块35`，通过螺栓联为一体，共同悬挂在Z轴导轨37`上作Z轴方向的上下运动。Z轴导轨37`，用螺栓固定在Z轴立板24`上。X、Y、Z轴三个方向在电脑的控制下，通过主轴电机36`上装夹的刀具38`对工作台上的工件进行加工。上述结构的不足之处还在于，如图4示，两根Z轴导轨37`是通过在Z轴立板24`上加工两条V型槽或圆弧槽来固定，因是在一次装夹中完成加工，尺寸精度尚可，相互位置精度尚易得到保证。但Z轴丝杆32`，相对于导轨的形位精度，以及相对于Z轴电机30`的电机轴的同心度，都只能靠装配调整Z轴横板25`，Z轴轴承座26`与导轨的相互位置来保证，难以保证形位公差(如图3、图4所示)。同时Z轴拖板上Z轴螺母孔E的中心相对于Z轴滑块35`安装底面F的中心高也有较高的要求，此处加工工艺性并不是太好，同时安装时Z轴滑块35`相对于Z轴丝杆32`的形位误差也靠钳工调整保证，因此Z轴的工作精度及寿命与X轴存在同样的问题。同时按上述结构制造的X、Z轴也难以保证相互垂直。另有一种常用的X、Z轴结构形式如图6所示，它将上述结构中的件X轴的滑块27`、X轴螺母座22`、X轴拖板23`做成了一个整体X轴拖板42`，使得X轴拖板上的两个导轨孔和螺母孔可一次镗出，工艺性好，精度高，同时此种结构的X轴横梁采用了拉制的槽铝件41`，取消了原来导轨托板，而将导轨槽F直接加工在拉制的槽铝上，因二根导轨槽可在一个工位上同时加工，故工艺性较好，可保证二导轨的形位公差，但X轴丝杆的定位结构仍采用如图2所示，难以保证丝杆与导轨的形位精度。故整体X轴的结构形式和精度寿命仍不太高，因它的X轴拖板与Z轴立板的连接仍为螺栓连接调整，故X、Z轴的垂直度仍不太好。其Z轴的结构形式与X轴类似，如图7示，Z轴立板仍采用槽铝结构件46`，保证了Z轴导轨的形位精度，Z轴拖板28`仍采用整体铸造，加工后保证了Z轴拖板上二个导轨孔和螺母孔的形位精度，但Z轴横板43`，Z轴轴承座44`仍如同上述结构，用螺钉45`与Z轴立板46`连接(如图6所示)，Z轴丝杆47`与Z轴导轨48`的形位公差、Z轴电机与Z轴丝杆的同心度均难以保证。上述两种X、Z轴结构的共同缺陷是工件多，每种工件加工的工序也较多，关键部位的加工不能在一次装夹中完成，机器整体精度的保证既要靠复杂的加工工艺，又要靠装配过程中的细致调整、修磨，成本高，精度低，使用寿命较短。
技术实现思路
本技术的目的正是针对上述现有技术中的不足之处，而提供一种结构更为简化、合理的不仅可使设备精度得以极大的提高，并可使其加工成本大幅下降的新型数控三维雕刻机。本技术的目的可通过下述措施来实现本技术的数控三维雕刻机包括X轴横梁、X轴电机、与电机输出轴相连接的X轴丝杆、以及平行设置在X轴丝杆两侧的X轴直线导轨、和由X轴丝杆驱动的X轴拖板；所述X轴横梁的两端各设置有一轴承座，所述两轴承座均为一其上加工有分别用于安装X轴丝杆、X轴直线导轨轴孔的整体式轴承座；所述X轴丝杆的两端分别通过轴承安装在两轴承座的中心轴孔内，两根X轴直线导轨的两端通过定位件固定安装在两轴承座的上、下轴孔内。本技术中位于X轴横梁的一端的轴承座为X轴电机轴承座，另一端的轴承座为X轴轴承座，所述X轴电机通过其端部设置的止口台阶安装在X轴电机轴承座外侧设置的止口孔处，通过联轴器与X轴丝杆相连接；所述X轴电机也可设置在X轴横梁上，通过带传动或链传动的驱动方式与X轴丝杆相连接。本技术中所述X轴拖板通过其背部连接竖板上并列加工出的轴孔K、L、M与X轴丝杆和X轴直线导轨相结合；在X轴拖板的上下两端各设置有一水平向前延伸的Z轴导轨、Z轴丝杆连接板；Z轴丝杆的下端通过Z轴轴承安装在下连接板的中心轴孔内，其上端通过联轴器与安装在上连接板中心轴孔内的Z轴电机输出轴相连接；左、右两根Z轴导轨的上、下两端通过限位件分别安装在上、下连接板中心轴孔的两侧。本技术中所述X轴直线导轨通过连接件与横梁相连接；更具体说，X轴直线导轨通过X轴导轨托板和连接螺钉固定安装在横梁上加工出的平面H和定位台阶I位置处；所述X轴直线导轨也可通过连接螺钉直接与横梁上设置的凸台相结合。本技术中所述左、右两根Z轴导轨的上、下两端通过限位件分别安装在位于上、下连接板中心轴孔两侧的轴孔内；所述左、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控三维雕刻机，它包括Ｘ轴横梁（１０）、Ｘ轴电机（６）、与电机输出轴相连接的Ｘ轴丝杆（３）、以及平行设置在Ｘ轴丝杆（３）两侧的Ｘ轴直线导轨（１）、和由Ｘ轴丝杆驱动的Ｘ轴拖板（１５），其特征在于：所述Ｘ轴横梁的两端各设置有一轴承座，所述两轴承座均为一其上加工有分别用于安装Ｘ轴丝杆（３）、Ｘ轴直线导轨（１）轴孔的整体式轴承座；所述Ｘ轴丝杆（３）的两端分别通过轴承安装在两轴承座的中心轴孔内，两根Ｘ轴直线导轨（１）的两端通过定位件固定安装在两轴承座的上、下轴孔内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：康民权，尚力阳，
申请(专利权)人：康民权，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]