一种高精度数控铣床制造技术

本发明专利技术涉及铣床设备技术领域，具体涉及一种高精度数控铣床，该高精度数控铣床包括底座、立柱、滑鞍、工作台和控制器；所述底座的一侧设有立柱，立柱上设置有铣头；所述底座上设有固定的滑鞍，滑鞍上设有工作台，所述控制器通过滑鞍控制工作台的移动；由于丝杠副上的螺母在往复运动的过程中会产生反向间隙，同时丝杆自身的螺距误差，会叠加累计影响到工作台定位与移动的精度，从而削弱了数控铣床的加工精度；故此，本发明专利技术通过设置的一对丝杠副分别驱动滑鞍的单向移动，使螺母仅在单个方向上驱动进给，减少螺母在丝杆上双向驱动时受螺距误差的影响，降低了反向间隙的产生量以及对重定位精度的影响，确保高精度数控铣床的加工效果。

A high precision CNC milling machine

【技术实现步骤摘要】
一种高精度数控铣床
本专利技术涉及铣床设备
，具体涉及一种高精度数控铣床。
技术介绍
数控铣床是在一般铣床的基础上发展起来的一种自动加工设备，随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，它综合应用了自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后数控机床的发展方向，其中数控铣床的加工精度是衡量其性能的重要指标；关于数控铣床加工精度的介绍，可参见：曾超等，数控铣床定位精度检测与研究[J]，机械工程师，2018(No.2).27-30。在数控铣床的工作过程中，会出现各种影响加工精度的问题，包括反向间隙误差、螺距误差和重复定位精度误差，这些误差累积起来对数控铣床的加工精度造成巨大挑战，成为提高并保持数控铣床高精度加工效果的关键。现有技术中也出现了一些高精度数控铣床的技术方案，如申请号为2019107071481的一项中国专利公开了一种高精度数控铣床：包括底座，底座的顶面中部固定焊接有支撑立柱，支撑立柱的顶端通过螺栓固定安装有铣刀基座，铣刀基座的底端设置有卡接机构，铣刀通过卡接机构固定在铣刀基座的内部，铣刀基座的一侧固定焊接有安装板，安装板上通过螺丝固定安装有配电箱，铣刀基座的另一侧固定焊接有转轴基座，转轴基座的内部开设有空腔，空腔的内部设置有连接杆、圆盘和气缸，连接杆、圆盘和气缸与转轴基座的内壁间隙配合，连接杆的底端固定焊接有圆盘，圆盘的底端固定安装有气缸；该技术方案通过设置的卡接机构、夹持机构和铣刀机构，可以实现铣刀刀具的快速更换，实用性强，操作便捷，加快了工件的加工进度；但是该技术方案中未解决在使用中铣床工作台的移动精度降低的问题；使得该技术方案中的高精度数控铣床的加工效果难以持续保证。鉴于此，为了克服上述技术问题，本公司设计研发了一种高精度数控铣床，采用了特殊的工作台移动结构，解决了上述技术问题。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提出了一种高精度数控铣床，通过设置的一对丝杠副分别作为滑鞍的单向移动动力源，使得螺母在单个方向上受丝杆旋转进给作用，削弱了丝杆螺距误差的作用效果，从而降低了反向间隙的产生量以及对重定位精度的影响，确保了高精度数控铣床的加工效果。本专利技术所述的一种高精度数控铣床，包括底座、立柱、滑鞍、工作台和控制器；所述底座的一侧设有立柱，立柱上设置有铣头；所述底座上设有固定的滑鞍，滑鞍上设有工作台，工作台位于铣头的下方；所述滑鞍上设有一对丝杠副，丝杠副包括丝杆和螺母；所述两丝杠副上的螺母旋转进给方向相反，两丝杠副的螺母之间设有传动块，传动块平行安装于一对丝杠副之间，传动块的两侧分别与丝杠副上的螺母相连接；所述两丝杠副的端处设有伺服马达，伺服马达通过联轴器与丝杆相连接；所述控制器控制伺服马达的运转；所述滑鞍包括结构相同的一层滑鞍和二层滑鞍；所述一层滑鞍固定安装在底座上；所述二层滑鞍滑动安装在一层滑鞍上；所述工作台滑动安装在二层滑鞍上；所述二层滑鞍和工作台的底部分别设置有固定的传动块；所述一层滑鞍与二层滑鞍在水平面上相互垂直；两交错设置的一层滑鞍和二层滑鞍使得工作台在水平面上自由移动；工作时，启动控制器，通过控制器控制伺服马达运转，将工作台调整至所需的位置，使得数控铣床对工作台上的工件进行加工，在数控铣床的加工过程中，通过滑鞍上的丝杠副控制工作台在水平面移动，配合铣头的进给达到数控铣床的加工效果；由于丝杠副上的螺母在丝杆上往复运动的过程中会产生反向间隙，同时丝杆本身的加工精度会造成螺距误差，在加工的重复定位过程中，会叠加累计影响到工作台的定位与移动精度，从而削弱了数控铣床的加工精度；因此，本专利技术通过设置在滑鞍上的一对丝杠副，通过单个丝杠副控制传动块的单向移动，在移动工作台时，通过控制器控制伺服马达的运转，使得在旋转进给方向相反的一对丝杠副中，其中一个丝杠副上的螺母作为传动块的动力源，另一个丝杠副上的螺母仅在自身丝杆的作用下进行复位移动，而不受移动中的传动块作用；本专利技术利用设置的一对丝杠副分别作为滑鞍的单向移动动力源，避免了单个丝杠副上的螺母在双向进给时，受丝杆本身的螺距误差而影响到进给移动的精度，使得螺母在单个方向上受丝杆旋转进给作用，削弱了丝杆螺距误差的影响，从而降低了反向间隙的产生量以及对重定位精度的影响，进一步确保了高精度数控铣床的加工效果。优选的，所述传动块的两侧设置有凹槽，凹槽的形状为部分圆柱体，凹槽的大小与螺母相配合，凹槽使得圆柱体螺母的部分卡合在传动块的凹槽中；所述丝杠副通过卡合在传动块上的螺母控制工作台移动；工作时，伺服马达驱动丝杆旋转，使得丝杠副上的螺母沿丝杆螺旋方向移动，由于传动块的两个移动方向分别受两个丝杠副的控制，需要在一个丝杠副驱动时，另一个丝杠副仍需随传动块进行移动，并且不与传动块产生相互作用；通过设置在传动块两侧的凹槽，使得两丝杠副的螺母分别卡合在凹槽内，从而使传动块在进给移动中仅受单个丝杠副的作用，同时避免了复位过程中丝杠副的螺母与传动块相作用，削弱了丝杆上螺距误差对螺母旋转进给产生的精度影响，从而保持了高精度数控铣床的加工效果。优选的，所述凹槽的内表面上设置有平行于丝杆的条状凸起，条状凸起的一边设置为台阶，条状凸起的另一边与凹槽的内表面设置为弧形的坡状结构；所述螺母的圆柱面上设置有棘轮凸起；所述传动块两侧的条状凸起和棘轮凸起的朝向相反；工作时，丝杠副上的螺母需要与传动块相对固定，从而便于通过丝杠副带动传动块移动，伺服马达带动丝杆转动时，丝杠副上的螺母随至转动，由于螺母卡合在传动块的凹槽内，在螺母相对丝杆旋转时，螺母与传动块的凹槽内壁产生滑动摩擦，增加了丝杠副传动结构的磨损；通过设置在凹槽内壁的条状凸起和螺母圆柱面上的棘轮凸起相配合，使得丝杠副上的螺母通过棘轮凸起与凹槽的条状凸起相咬合固定，而设置在传动块另一侧反向的条状凸起与对应螺母的棘轮凸起旋向相同，防止旋转中的螺母与传动块咬合固定，从而使得传动块的移动仅受单个丝杠副的驱动，同时在丝杠副驱动过程中，丝杠副的螺母与传动块相固定，保护了传动块与螺母的使用寿命，使伺服马达传动丝杠副的移动精度得到保证，进而确保了高精度数控铣床的加工效果。优选的，所述传动块的内部设置有推杆，推杆将传动块两侧凹槽内壁的条状凸起相连接：所述凹槽内壁的条状凸起为整体结构；所述推杆使得传动块两侧的条状凸起在凹槽内壁上可伸缩移动，条状凸起的可移动范围为其台阶的高度；工作时，传动块一侧的丝杠副运转带动螺母旋转，当其螺母驱动传动块移动时，螺母上的棘轮凸起需要与凹槽的条状凸起相咬合，同时传动块另一侧的螺母需要与传动块产生自由的相对转动，对传动块不产生作用；通过设置在传动块内部的推杆将两侧的条状凸起相连接，在初始状况下随丝杆旋转的螺母沿条状凸起的弧形坡面滑动，同时将条状凸起推向传动块中，而传动块另一侧的螺母朝向条状凸起的台阶侧转动，通过推杆的作用将同侧的条状凸起向外伸出，使得螺母的棘轮凸起咬合在凹槽内壁的条状凸起上，确保了丝杠副上的螺母分别作用在传动块上的驱动效果，从而达到高精度数控铣床的加工效果。优选的，所述螺母驱动传动块移动的一端设置有膜垫，螺母的另一端设置为光滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高精度数控铣床，包括底座(1)、立柱(2)、滑鞍(3)、工作台(4)和控制器；所述底座(1)的一侧设有立柱(2)，立柱(2)上设置有铣头(21)；所述底座(1)上设有固定的滑鞍(3)，滑鞍(3)上设有工作台(4)，工作台(4)位于铣头(21)的下方；其特征在于：所述滑鞍(3)上设有一对丝杠副(5)，丝杠副(5)包括丝杆(51)和螺母(52)；所述两丝杠副(5)上的螺母(52)旋转进给方向相反，两丝杠副(5)的螺母(52)之间设有传动块(6)，传动块(6)平行安装于一对丝杠副(5)之间，传动块(6)的两侧分别与丝杠副(5)上的螺母(52)相连接；所述两丝杠副(5)的端处设有伺服马达(7)，伺服马达(7)通过联轴器与丝杆(51)相连接；所述控制器控制伺服马达(7)的运转；所述滑鞍(3)包括结构相同的一层滑鞍(3)和二层滑鞍(3)；所述一层滑鞍(3)固定安装在底座(1)上；所述二层滑鞍(3)滑动安装在一层滑鞍(3)上；所述工作台(4)滑动安装在二层滑鞍(3)上；所述二层滑鞍(3)和工作台(4)的底部分别设置有固定的传动块(6)；所述一层滑鞍(3)与二层滑鞍(3)在水平面上相互垂直；两交错设置的一层滑鞍(3)和二层滑鞍(3)使得工作台(4)在水平面上自由移动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高精度数控铣床，包括底座(1)、立柱(2)、滑鞍(3)、工作台(4)和控制器；所述底座(1)的一侧设有立柱(2)，立柱(2)上设置有铣头(21)；所述底座(1)上设有固定的滑鞍(3)，滑鞍(3)上设有工作台(4)，工作台(4)位于铣头(21)的下方；其特征在于：所述滑鞍(3)上设有一对丝杠副(5)，丝杠副(5)包括丝杆(51)和螺母(52)；所述两丝杠副(5)上的螺母(52)旋转进给方向相反，两丝杠副(5)的螺母(52)之间设有传动块(6)，传动块(6)平行安装于一对丝杠副(5)之间，传动块(6)的两侧分别与丝杠副(5)上的螺母(52)相连接；所述两丝杠副(5)的端处设有伺服马达(7)，伺服马达(7)通过联轴器与丝杆(51)相连接；所述控制器控制伺服马达(7)的运转；所述滑鞍(3)包括结构相同的一层滑鞍(3)和二层滑鞍(3)；所述一层滑鞍(3)固定安装在底座(1)上；所述二层滑鞍(3)滑动安装在一层滑鞍(3)上；所述工作台(4)滑动安装在二层滑鞍(3)上；所述二层滑鞍(3)和工作台(4)的底部分别设置有固定的传动块(6)；所述一层滑鞍(3)与二层滑鞍(3)在水平面上相互垂直；两交错设置的一层滑鞍(3)和二层滑鞍(3)使得工作台(4)在水平面上自由移动。


2.根据权利要求1所述的一种高精度数控铣床，其特征在于：所述传动块(6)的两侧设置有凹槽(61)，凹槽(61)的形状为部分圆柱体，凹槽(61)的大小与螺母(52)相配合，凹槽(61)使圆柱体螺母(52...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛继纲，张小飞，张强，
申请(专利权)人：淮南威凯机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34