一种数控机床直线轴及数控机床的制作方法

本发明涉及数控机床，具体涉及一种数控机床直线轴及数控机床。

背景技术：

1、当前数控机床领域中，凡是涉及高精加工的机床，各轴的变形对其加工效果及精度稳定性都是一个很大的影响因素，同时由于各类机床空间大小限制，导致机床驱动力有很大的限制。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种数控机床直线轴及数控机床，以在提高驱动力的同时，减少轴的变形，改善机床整机精度稳定性及加工效果。

2、第一方面，本发明提供了一种数控机床直线轴，包括：

3、第一滑枕组件，包括第一滑枕、第一导轨和第二导轨，所述第一导轨设有两条并对称连接在所述第一滑枕的后侧，两条所述第一导轨相互平行且两条所述第一导轨的安装平面共面，所述第二导轨连接在所述第一滑枕的前侧中心处，所述第二导轨的安装平面与所述第一导轨的安装平面相互平行；

4、固定组件，环绕于所述第一滑枕组件，所述固定组件与两条所述第一导轨分别通过第一滑块滑动配合，所述固定组件与所述第二导轨通过第二滑块滑动配合；

5、驱动装置附件，对称连接在所述第一滑枕的左右两侧；

6、驱动装置，固定设置于所述固定组件，并对称设置在所述第一滑枕的左右两侧，所述驱动装置用于驱动所述驱动装置附件沿竖直方向运动。

7、有益效果：通过将驱动装置及驱动装置附件设置于第一滑枕的左右两侧，将两条第一导轨设置在第一滑枕的后侧，将第二导轨设置在第一滑枕的前侧，两条第一导轨和一条第二导轨在空间上呈三角形布置，两条第一导轨起主要作用，第二导轨起辅助支撑及导向作用，可以减少第一滑枕在双驱环境下的变形。驱动装置驱动时产生的磁场力的作用平面与第一导轨和第二导轨的安装平面垂直，对第一导轨和第二导轨的传动精度影响不大，从而对导向精度影响也不大。并且两条第一导轨在后侧对称布置，一条第二导轨布置在前侧的中心面处，可以使得该直线轴加工点处的中心面机械结构变形最小。

8、由于驱动装置驱动时产生的磁场力垂直于驱动装置附件向外，此时第一滑枕整体受到左右两侧向外的拉力，第一滑枕的变形为左右两侧向外拉伸，前后两侧向内收缩，此时后侧的两条第一导轨和第一滑块起到支撑连接的作用，抵抗后侧向内收缩变形，本发明（双驱+三导轨布置方式）前侧设置一条第二导轨，第二导轨和第二滑块起支撑连接的作用，用于抵抗第一滑枕前侧向内收缩变形，与相关技术中的双驱+双导轨布置方式以及单驱+三导轨布置方式相比，第一滑枕的变形减小。

9、双驱+三导轨布置方式加工时受到切削力作用，产生振动，第一滑枕前侧的第二导轨起辅助支撑作用，减少了振动产生的影响，磁场力作用状态下抵抗了第一滑枕前侧的向内收缩变形，与相关技术中的双驱+双导轨布置方式以及单驱+三导轨布置方式相比，提高了传动精度和加工精度。

10、在一种可选的实施方式中，所述第二导轨的中心线与其中一个第一导轨的中心线的连接面为第一连接面，所述第二导轨线的中心与另一个第一导轨的中心线的连接面为第二连接面，第一连接面与第二连接面之间的夹角为a，30°≤a≤60°；

11、a沿所述第二导轨的中心线对称形成夹角a1和a2，a1=a2。

12、有益效果：两条第一导轨和一条第二导轨在空间上呈三角形布置，第一连接面与第二连接面之间的夹角在30°到60°之间，可以大大减少此种布置方式的空间占用，防止第一滑枕在双驱环境下的变形，提高传动的稳定性。

13、在一种可选的实施方式中，所述第一滑枕的后侧对称分布有两个三阶梯凸台，由外向内依次为第一阶梯台面、第二阶梯台面、第三阶梯台面，所述第一阶梯台面、所述第二阶梯台面、所述第三阶梯台面相互平行，连接所述第一阶梯台面和所述第二阶梯台面的连接面分别与所述第一阶梯台面和所述第二阶梯台面垂直，连接所述第二阶梯台面和所述第三阶梯台面的连接面分别与所述第二阶梯台面和所述第三阶梯台面垂直，所述第一阶梯台面设有力平压块，所述力平压块用于对所述第一导轨调平，所述第二阶梯台面用于安装所述第一导轨，连接所述第二阶梯台面和所述第三阶梯台面的连接面构成用于对所述第一导轨定位的第一定位边。

14、有益效果：两个三阶梯凸台的第二阶梯台面共面，两个第一定位边相互平行，可以确保两条第一导轨相互平行且外表面共面，两个三阶梯凸台的设置便于对两条第一导轨的定位安装调平。

15、在一种可选的实施方式中，所述第一滑枕的后侧中心处设有第一凸台，所述第一凸台与所述第一导轨平行，所述第一凸台背离所述第一滑枕的平面与所述第二阶梯台面平行，所述第一凸台背离所述第一滑枕的平面安装有光栅尺，所述光栅尺的对称中心面与所述第一滑枕的中心面重合；

16、和/或，所述第一滑枕的左右两侧面分别对称分布有两个第二凸台，位于同一侧的两个所述第二凸台共面且相互平行，所述驱动装置附件固定于所述第二凸台；

17、和/或，所述第一滑枕的前侧呈内凹形，所述第一滑枕的前侧中心处设有三阶梯凸台，依次为第一阶梯面、第二阶梯面和第三阶梯面，相对所述第一滑枕的前侧表面，所述第二阶梯面高于所述第一阶梯面，所述第三阶梯面高于所述第二阶梯面，所述第一阶梯面用于安装力平压块，所述力平压块用于对所述第二导轨调平，所述第二阶梯面用于安装所述第二导轨，连接所述第二阶梯面与所述第三阶梯面的连接面用于对所述第二导轨定位，所述第二阶梯面与所述第二阶梯台面平行。

18、有益效果：第一凸台的设置便于对光栅尺定位安装，驱动装置驱动时产生的力对第一滑枕中心处变形影响不大，光栅尺安装于第一滑枕的后侧中心处，防止了光栅尺的变形，保证了测量精度，并且光栅尺检测同步设置于变形面最小的中心位置，进行直线位移检测及反馈精度提高。第二凸台的设置便于对驱动装置附件定位安装。第一滑枕前侧处的三阶梯凸台，便于对第二导轨定位安装和调平，且可以确保第二导轨与两条第一导轨平行。第一滑枕的前侧呈内凹形，可以充分利用内凹处的空间来布置第二导轨，空间利用率高，且第一滑枕组件整体占用空间小。

19、在一种可选的实施方式中，每个所述第一导轨均配合连接有两个所述第一滑块；

20、所述固定组件包括第一连接件，所述第一连接件的前侧设有十字交叉形凸台，所述十字交叉形凸台沿竖直方向的两侧边为用于对各个所述第一滑块的安装进行定位的第二定位边。

21、有益效果：每个第一导轨配合连接有两个第一滑块，可以进一步确保滑动配合精度，通过在第一连接件的前侧设置十字交叉形凸台，十字交叉形凸台沿竖直方向的两侧边为用于对各个第一滑块的安装进行定位的第二定位边，第一连接件可对四个第一滑块定位安装，可以提升安装效率，由于四个第一滑块均安装在第一连接件上，驱动装置产生磁场力时，第一滑枕后侧的两条第一导轨以及四个第一滑块共同起到支撑连接的作用，抵抗后侧向内收缩变形。

22、在一种可选的实施方式中，所述第一连接件的顶部设有第三凸台，所述第三凸台连接有第二连接件，所述第二连接件用于和光栅尺读数头连接，以使所述光栅尺读数头与所述光栅尺之间具有缝隙。

23、有益效果：光栅尺读数头与光栅尺之间具有缝隙，可以确保光栅尺能相对光栅尺读数头移动。

24、在一种可选的实施方式中，所述固定组件还包括位于所述第一滑枕组件前侧的第一支撑架、以及位于所述第一滑枕组件左右两侧的第二支撑架和第三支撑架，所述第二支撑架和所述第三支撑架位于所述第一连接件的左右两侧，所述第一支撑架朝向所述第一滑枕的一侧中心设有第一凹槽，所述第一凹槽为对称结构，所述第一凹槽内固定有所述第二滑块。

25、有益效果：第一凹槽的设置便于对第二滑块进行定位，同时减小了第一支撑架的重量。

26、在一种可选的实施方式中，所述固定组件还包括第二滑枕，所述第二滑枕适于沿横梁移动，所述第二滑枕的前侧设有第二凹槽，所述第二支撑架、所述第三支撑架以及所述第一连接件均位于所述第二凹槽中，所述第二支撑架、所述第三支撑架分别与所述第二凹槽的两个侧壁接触；

27、和/或，所述第二支撑架和所述第三支撑架的前侧分别设有定位台阶面，所述第一支撑架的左右两侧分别与所述定位台阶面配合；

28、和/或，所述第二支撑架和所述第三支撑架的内侧设有多个第四凸台，所述第四凸台用于固定所述驱动装置并使所述驱动装置与所述驱动装置附件之间具有缝隙，所述第二支撑架上的多个所述第四凸台共面且相互平行，所述第三支撑架上的多个所述第四凸台共面且相互平行，所述第四凸台朝向所述驱动装置附件的表面与所述第二凸台朝向驱动装置的表面相互平行。

29、有益效果：通过在第二滑枕的前侧设置第二凹槽，第二支撑架、第三支撑架以及第一连接件均位于第二凹槽中，结构紧凑，且便于对第二支撑架、第三支撑架以及第一连接件的安装进行定位。通过在第二支撑架和第三支撑架的前侧分别设有定位台阶面，便于对第一支撑架的安装进行定位。第四凸台的设置便于对驱动装置进行定位安装，同时第四凸台之间的间隙也利用对驱动装置进行散热，第四凸台朝向驱动装置附件的表面与第二凸台朝向驱动装置的表面相互平行，可以确保驱动装置与驱动装置附件相互平行。

30、在一种可选的实施方式中，所述驱动装置的安装平面与所述第一滑枕的中心面平行，或者所述驱动装置的安装平面与所述第一滑枕的中心面的夹角为b，b＜10°，且在前后方向上，驱动装置的安装平面的前侧相比其后侧，更靠近第一滑枕的中心面；

31、和/或，两个所述驱动装置通过同一个驱动器进行驱动。

32、有益效果：驱动装置的安装平面与第一滑枕的中心面平行时，驱动装置驱动时产生的磁场力垂直于驱动装置附件向外，在前后方向没有分力，受两条第一导轨和一条第二导轨以及第一滑块、第二滑块的支撑作用，第一滑枕的变形较小。当驱动装置的安装平面与第一滑枕的中心面的夹角在0°-10°之间时，驱动装置驱动时产生的磁场力在前后方向的分力很小，对第一滑枕的变形影响不大，并且可以减小整体上的占用空间，减小直线轴的整体重量，减弱了该直线轴的前倾力，该直线轴具体在应用时，第二滑枕与横梁滑动连接，由于驱动装置的安装平面前侧相比后侧更靠近第一滑枕的中心面，可以使得该直线轴的重心更靠近横梁，对横梁的稳定性影响减小。两个驱动装置通过一个驱动器进行驱动，可保证两个驱动装置能够同时的启动和停止。

33、第二方面，本发明还提供了一种数控机床，包括所述的数控机床直线轴。