CN115042009A

CN115042009A - 一种精密加工用恒温数控机床

Info

Publication number: CN115042009A
Application number: CN202210958583.3A
Authority: CN
Inventors: 王小成; 许云龙; 许鸿杨
Original assignee: Jiangsu Hongda Numerical Control Science & Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Hongda Numerical Control Science & Technology Co ltd
Priority date: 2022-08-11
Filing date: 2022-08-11
Publication date: 2022-09-13

Abstract

本发明涉及数控机床技术领域，具体为一种精密加工用恒温数控机床，包括：加工机台、第一伸缩舱盒、轴流加速器和第二伸缩舱盒，加工机台的表面固定安装有立式机座且立式机座的输出端固定安装有铣削机头，加工机台的表面滑动安装有运动滑台和第一伸缩舱盒。本发明中，通过设置新型恒温数控机床加工台结构，利用加工机台和运动滑台表面跟随运动滑台和定位夹台定位加工运动的第一伸缩舱盒结构，在运动滑台和定位夹台运动中进行第一伸缩舱盒内部容腔的扩大与缩小使内部冷却液在加工机台和第一伸缩舱盒内部进行流动，从而对驱动丝杆组件和定位夹台进行换热控温，实现对恒温数控机床加工台的主动温控。

Description

一种精密加工用恒温数控机床

技术领域

本发明涉及数控机床技术领域，具体为一种精密加工用恒温数控机床。

背景技术

数控机床受到车间环境温度的变化、电动机发热和机械运动摩擦发热、切削热以及冷却介质的影响，造成机床各部的温升不均匀，导致机床形态精度及加工精度的变化，实践证明，机床受热后的变形是影响加工精度的重要原因，但机床是处在温度随时随处变化的环境中，机床本身在工作时必然会消耗能量，这些能量的相当一部分会以各种方式转化为热，引起机床各构件的物理变化，电动机发热如主轴电动机、进给伺服电动机、冷却润滑泵电动机、电控箱等均可产生热量，这些情况对电动机本身来说是允许的，但对于加工台表面滚珠丝杠、加工工件等元器件则有重大不利影响。

现有的数控机床在使用过程中，存在如下问题：当数控机床长时间工作时，数控机床上的加工台温度会逐渐升高，温度升高会使得加工台产生轻微的形变，并且加工台的温度也会传递给加工台上的零部件，使零部件产生热膨形变，进而影响加工精度；尤其是对于一些精密元器件的加工，温度升高所带来的影响是致命的。另外，当数控机床上的加工机构在作业时，加工机构本身会产生一定的振动，而振动会通过立柱传递给底座，底座又会将振动传递给加工台，进而影响加工精度。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种精密加工用恒温数控机床，来解决目前存在的加工台无控温结构导致加工台表面组件在受热后热胀导致加工精度低的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种精密加工用恒温数控机床，包括：加工机台、第一伸缩舱盒、轴流加速器和第二伸缩舱盒，所述加工机台的表面固定安装有立式机座且立式机座的输出端固定安装有铣削机头，所述加工机台的表面滑动安装有运动滑台和第一伸缩舱盒，所述运动滑台的表面滑动安装有定位夹台和第二伸缩舱盒，所述运动滑台和定位夹台的表面均固定安装有驱动丝杆组件，所述轴流加速器的数量为两个且分别固定安装于第一伸缩舱盒和第二伸缩舱盒的一端，所述轴流加速器的另一端与加工机台的内腔相连通，所述加工机台的内部固定安装有制冷格栅；所述第一伸缩舱盒和第二伸缩舱盒的结构相同且均包括有第一运动端盖、第二运动端盖、第一固定端盖、第二固定端盖和若干伸缩端盖，所述第一伸缩舱盒的第一固定端盖和第二固定端盖固定安装于加工机台表面的两端，所述第一伸缩舱盒的第一运动端盖和第二运动端盖安装于运动滑台的两侧，所述轴流加速器的一端与第二固定端盖的端部固定连接，所述第二伸缩舱盒的第一运动端盖和第二运动端盖固定安装于定位夹台的两侧，所述第二伸缩舱盒的第一固定端盖和第二固定端盖固定安装于运动滑台表面的两端，所述伸缩端盖的数量为若干且均分为两组并分别位于第一运动端盖与第一固定端盖之间和第二运动端盖与第二固定端盖之间，所述轴流加速器包括输送管以及转动安装于输送管内部的分流桨叶、推送旋叶和轴桨叶，所述推送旋叶的两端与分流桨叶和轴桨叶的端部固定连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加工机台内部设有恒温控制系统，所述恒温控制系统包括嵌入安装于定位夹台和驱动丝杆组件表面的温度传感器以及与制冷格栅端部连通的制冷压缩机，所述温度传感器的输出端电性连接有控制器，且控制器的表面设有与制冷压缩机电性连接的功率调节器，所述加工机台内部设有与控制器输出端电连接的电加热阻丝。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述制冷格栅包括制冷液管以及固定于所述制冷液管的若干导热翅片，所述加工机台、第一伸缩舱盒和第二伸缩舱盒的内部加注有冷却油液，所述冷却油液为润滑油。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一运动端盖和第一固定端盖之间的若干所述伸缩端盖的大小沿第一固定端盖至第一运动端盖方向依次增大，所述第二运动端盖和第二固定端盖之间的若干所述伸缩端盖的大小沿第二固定端盖至第一固定端盖方向依次增大。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：相邻所述伸缩端盖依次滑动套接，所述伸缩端盖的内外表均设有密封层板，所述密封层板的表面分别与第一运动端盖的内侧和第一固定端盖的表面滑动抵接，内侧所述密封层板与第二固定端盖和第一固定端盖的表面滑动抵接，所述伸缩端盖的底端设有分别与加工机台和运动滑台表面滑动抵接的密封条。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加工机台和运动滑台的表面开设有位于第一运动端盖和第一固定端盖下方的过液孔，所述加工机台表面过液孔与加工机台的内腔连通，所述运动滑台表面的过液孔通过柔性导管与加工机台的内腔相连通。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动丝杆组件包括驱动电机、丝杆以及固定安装于运动滑台和定位夹台底面的滚珠轴套，两个所述驱动丝杆组件呈相互垂直方向布置于加工机台和运动滑台的表面，所述加工机台和运动滑台的表面固定安装有用于运动滑台和定位夹台滑动的滑轨，所述丝杆的两端分别与驱动电机的输出端和分流桨叶的一端固定连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二固定端盖为离心涡扇结构，所述推送旋叶为螺旋轴桨结构，所述分流桨叶、推送旋叶和轴桨叶与输送管同心布置。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置新型恒温数控机床加工台结构，利用加工机台和运动滑台表面跟随运动滑台和定位夹台定位加工运动的第一伸缩舱盒结构，在运动滑台和定位夹台运动中进行第一伸缩舱盒内部容腔的扩大与缩小使内部冷却液在加工机台和第一伸缩舱盒内部进行流动，从而对驱动丝杆组件和定位夹台进行换热控温，实现对恒温数控机床加工台的主动温控。

2.本发明中，通过设置轴流加速器，利用驱动丝杆组件在控制运动滑台和定位夹台定位加工的过程中同步带动分流桨叶、推送旋叶和轴桨叶内部进行转动，利用分流桨叶和推送旋叶进行轴流输送，并通过第一伸缩舱盒的收缩以及扩展运动形成压差抽吸或排出第一伸缩舱盒的内部液流，提高液流流动效率和换热工作效率。

3.本发明中，利用可收缩运动式第一伸缩舱盒结构，由第一伸缩舱盒跟随运动滑台和定位夹台运动罩接于加工机台和运动滑台表面形成对驱动丝杆组件和滑轨的防护结构，避免外部灰尘杂质对运动组件的侵扰，且通过内部润滑油液提高驱动丝杆组件工作稳定性，进一步改善加工机台运动顺滑度和稳定性提高机床加工精度。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的加工机台表面结构分解示意图；

图3为本发明一个实施例的第一伸缩舱盒结构示意图；

图4为本发明一个实施例的运动滑台侧视结构示意图；

图5为本发明一个实施例的加工机台截面结构示意图；

图6为本发明一个实施例的伸缩端盖和密封层板结构以及局部放大示意图；

图7为本发明一个实施例的轴流加速器截面结构示意图。

附图标记：

100、加工机台；110、运动滑台；120、定位夹台；130、立式机座；140、驱动丝杆组件；150、制冷格栅；131、铣削机头；141、滚珠轴套；

200、第一伸缩舱盒；210、第一运动端盖；220、第二运动端盖；230、第一固定端盖；240、第二固定端盖；250、伸缩端盖；260、密封层板；

300、轴流加速器；310、输送管；320、分流桨叶；330、推送旋叶；340、轴桨叶；

400、第二伸缩舱盒。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种精密加工用恒温数控机床。

结合图1-图7所示，本发明提供的一种精密加工用恒温数控机床，包括：加工机台100、第一伸缩舱盒200、轴流加速器300和第二伸缩舱盒400，加工机台100的表面固定安装有立式机座130且立式机座130的输出端固定安装有铣削机头131，加工机台100的表面滑动安装有运动滑台110和第一伸缩舱盒200，运动滑台110的表面滑动安装有定位夹台120和第二伸缩舱盒400，运动滑台110和定位夹台120的表面均固定安装有驱动丝杆组件140，轴流加速器300的数量为两个且分别固定安装于第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400的一端，轴流加速器300的另一端与加工机台100的内腔相连通，加工机台100的内部固定安装有制冷格栅150；

第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400的结构相同且均包括有第一运动端盖210、第二运动端盖220、第一固定端盖230、第二固定端盖240和若干伸缩端盖250，第一伸缩舱盒200的第一固定端盖230和第二固定端盖240固定安装于加工机台100表面的两端，第一伸缩舱盒200的第一运动端盖210和第二运动端盖220安装于运动滑台110的两侧，轴流加速器300的一端与第二固定端盖240的端部固定连接，第二伸缩舱盒400的第一运动端盖210和第二运动端盖220固定安装于定位夹台120的两侧，第二伸缩舱盒400的第一固定端盖230和第二固定端盖240固定安装于运动滑台110表面的两端，伸缩端盖250的数量为若干且均分为两组并分别位于第一运动端盖210与第一固定端盖230之间和第二运动端盖220与第二固定端盖240之间，轴流加速器300包括输送管310以及转动安装于输送管310内部的分流桨叶320、推送旋叶330和轴桨叶340，推送旋叶330的两端与分流桨叶320和轴桨叶340的端部固定连接。

在该实施例中，加工机台100内部设有恒温控制系统，恒温控制系统包括嵌入安装于定位夹台120和驱动丝杆组件140表面的温度传感器以及与制冷格栅150端部连通的制冷压缩机，温度传感器的输出端电性连接有控制器，且控制器的表面设有与制冷压缩机电性连接的功率调节器，加工机台100内部设有与控制器输出端电连接的电加热阻丝。

具体的，通过位于定位夹台120和驱动丝杆组件140表面的温度传感器感知定位夹台120和驱动丝杆组件140表面温度并根据温度反馈控制制冷压缩机的工作功率或开启电加热阻丝降低或提高制冷格栅150内部制冷冷量或进行升温对加工机台100、第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400内部冷却液进行控温，保持恒定温度。

在该实施例中，制冷格栅150包括制冷液管以及固定于制冷液管的若干导热翅片，加工机台100、第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400的内部加注有冷却油液，冷却油液为润滑油。

具体的，通过制冷格栅150对冷却油液进行快速制冷降温，并通过冷却油液对第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400内部的驱动丝杆组件140进行降温和润滑，提高驱动丝杆组件140的工作稳定性，并降低定位夹台120的热量避免定位夹台120热胀形变造成的精度误差。

在该实施例中，第一运动端盖210和第一固定端盖230之间的若干伸缩端盖250的大小沿第一固定端盖230至第一运动端盖210方向依次增大，第二运动端盖220和第二固定端盖240之间的若干伸缩端盖250的大小沿第二固定端盖240至第一固定端盖230方向依次增大，利用依次增大的伸缩端盖250跟随运动滑台110或定位夹台120运动进行伸缩运动。

在该实施例中，相邻伸缩端盖250依次滑动套接，伸缩端盖250的内外表均设有密封层板260，密封层板260的内外表面分别与第一运动端盖210的内侧和第一固定端盖230的表面滑动抵接，内侧密封层板260与第二固定端盖240和第一固定端盖230的表面滑动抵接，伸缩端盖250的底端设有分别与加工机台100和运动滑台110表面滑动抵接的密封条。

具体的，利用伸缩端盖250之间各个密封层板260进行抵接滑动以及与第一运动端盖210、第一固定端盖230表面抵接形成第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400的整体密封。

在该实施例中，加工机台100和运动滑台110的表面开设有位于第一运动端盖210和第一固定端盖230下方的过液孔，加工机台100表面过液孔与加工机台100的内腔连通，运动滑台110表面的过液孔通过柔性导管与加工机台100的内腔相连通。

具体的，通过运动滑台110和定位夹台120的平移运动压缩或展开第一运动端盖210一侧第一固定端盖230和伸缩端盖250，在第一运动端盖210一侧第一固定端盖230和伸缩端盖250收缩和展开运动中改变内侧负压进行吸入或排出冷却油液，使第一运动端盖210和第一固定端盖230之间的油液与加工机台100内部油液发生流动换流，提高冷却或加热效率。

在该实施例中，驱动丝杆组件140包括驱动电机、丝杆以及固定安装于运动滑台110和定位夹台120底面的滚珠轴套141，两个驱动丝杆组件140呈相互垂直方向布置于加工机台100和运动滑台110的表面，加工机台100和运动滑台110的表面固定安装有用于运动滑台110和定位夹台120滑动的滑轨，丝杆的两端分别与驱动电机的输出端和分流桨叶320的一端固定连接。

具体的，利用驱动丝杆组件140在驱动运动滑台110和定位夹台120运动的同时进行分流桨叶320的转动驱动，通过分流桨叶320的转动加速液流流动，提高换热控温效率。

在该实施例中，第二固定端盖240为离心涡扇结构，推送旋叶330为螺旋轴桨结构，分流桨叶320、推送旋叶330和轴桨叶340与输送管310同心布置。

具体的，利用分流桨叶320、推送旋叶330和轴桨叶340在输送管310内部转动进行液流加速推送，在驱动丝杆组件140驱动运动滑台110和定位夹台120运动的同时实现液流在第一伸缩舱盒200和加工机台100内部的循环流动。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用该精密加工用恒温数控机床时，由数控控制端根据设定程序控制驱动丝杆组件140和立式机座130进行工作，在驱动丝杆组件140的转动中通过丝杆驱动滚珠轴套141带动运动滑台110或定位夹台120进行转动，从而移动定位夹台120表面加工工件配合立式机座130进行数控铣削；在铣削运动中运动滑台110或定位夹台120移动时一侧的第一伸缩舱盒200进行收缩运动内部容腔减小将内部冷却油液压入加工机台100内部，且另一侧第一伸缩舱盒200进行扩展内部形成负压，通过负压吸入冷却油液以及受压缩侧第一伸缩舱盒200将内部油液通过加工机台100后挤入该侧第一伸缩舱盒200内部，利用驱动丝杆组件140在控制运动滑台110和定位夹台120定位加工的过程中同步带动分流桨叶320、推送旋叶330和轴桨叶340内部进行转动，利用分流桨叶320和推送旋叶330进行轴流输送，并通过第一伸缩舱盒200的收缩以及扩展运动形成压差抽吸或排出第一伸缩舱盒200的内部液流，提高液流流动效率和换热工作效率；油液在加工机台100的内部，通过位于定位夹台120和驱动丝杆组件140表面的温度传感器感知定位夹台120和驱动丝杆组件140表面温度并根据温度反馈控制制冷压缩机的工作功率或开启电加热阻丝降低或提高制冷格栅150内部制冷冷量或进行升温对加工机台100、第一伸缩舱盒200和第二伸缩舱盒400内部冷却液进行控温，保持恒定温度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，包括：加工机台（100）、第一伸缩舱盒（200）、轴流加速器（300）和第二伸缩舱盒（400），所述加工机台（100）的表面固定安装有立式机座（130）且立式机座（130）的输出端固定安装有铣削机头（131），所述加工机台（100）的表面滑动安装有运动滑台（110）和第一伸缩舱盒（200），所述运动滑台（110）的表面滑动安装有定位夹台（120）和第二伸缩舱盒（400），所述运动滑台（110）和定位夹台（120）的表面均固定安装有驱动丝杆组件（140），所述轴流加速器（300）的数量为两个且分别固定安装于第一伸缩舱盒（200）和第二伸缩舱盒（400）的一端，所述轴流加速器（300）的另一端与加工机台（100）的内腔相连通，所述加工机台（100）的内部固定安装有制冷格栅（150）；

所述第一伸缩舱盒（200）和第二伸缩舱盒（400）的结构相同且均包括有第一运动端盖（210）、第二运动端盖（220）、第一固定端盖（230）、第二固定端盖（240）和若干伸缩端盖（250），所述第一伸缩舱盒（200）的第一固定端盖（230）和第二固定端盖（240）固定安装于加工机台（100）表面的两端，所述第一伸缩舱盒（200）的第一运动端盖（210）和第二运动端盖（220）安装于运动滑台（110）的两侧，所述轴流加速器（300）的一端与第二固定端盖（240）的端部固定连接，所述第二伸缩舱盒（400）的第一运动端盖（210）和第二运动端盖（220）固定安装于定位夹台（120）的两侧，所述第二伸缩舱盒（400）的第一固定端盖（230）和第二固定端盖（240）固定安装于运动滑台（110）表面的两端，所述伸缩端盖（250）的数量为若干且均分为两组并分别位于第一运动端盖（210）与第一固定端盖（230）之间和第二运动端盖（220）与第二固定端盖（240）之间，所述轴流加速器（300）包括输送管（310）以及转动安装于输送管（310）内部的分流桨叶（320）、推送旋叶（330）和轴桨叶（340），所述推送旋叶（330）的两端与分流桨叶（320）和轴桨叶（340）的端部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，所述加工机台（100）内部设有恒温控制系统，所述恒温控制系统包括嵌入安装于定位夹台（120）和驱动丝杆组件（140）表面的温度传感器以及与制冷格栅（150）端部连通的制冷压缩机，所述温度传感器的输出端电性连接有控制器，且控制器的表面设有与制冷压缩机电性连接的功率调节器，所述加工机台（100）内部设有与控制器输出端电连接的电加热阻丝。

3.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，所述制冷格栅（150）包括制冷液管以及固定于所述制冷液管的若干导热翅片，所述加工机台（100）、第一伸缩舱盒（200）和第二伸缩舱盒（400）的内部加注有冷却油液，所述冷却油液为润滑油。

4.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，所述第一运动端盖（210）和第一固定端盖（230）之间的若干所述伸缩端盖（250）的大小沿第一固定端盖（230）至第一运动端盖（210）方向依次增大，所述第二运动端盖（220）和第二固定端盖（240）之间的若干所述伸缩端盖（250）的大小沿第二固定端盖（240）至第一固定端盖（230）方向依次增大。

5.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，相邻所述伸缩端盖（250）依次滑动套接，所述伸缩端盖（250）的内外表均设有密封层板（260），所述密封层板（260）的表面分别与第一运动端盖（210）的内侧和第一固定端盖（230）的表面滑动抵接，内侧所述密封层板（260）与第二固定端盖（240）和第一固定端盖（230）的表面滑动抵接，所述伸缩端盖（250）的底端设有分别与加工机台（100）和运动滑台（110）表面滑动抵接的密封条。

6.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，所述加工机台（100）和运动滑台（110）的表面开设有位于第一运动端盖（210）和第一固定端盖（230）下方的过液孔，所述加工机台（100）表面过液孔与加工机台（100）的内腔连通，所述运动滑台（110）表面的过液孔通过柔性导管与加工机台（100）的内腔相连通。

7.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，所述驱动丝杆组件（140）包括驱动电机、丝杆以及固定安装于运动滑台（110）和定位夹台（120）底面的滚珠轴套（141），两个所述驱动丝杆组件（140）呈相互垂直方向布置于加工机台（100）和运动滑台（110）的表面，所述加工机台（100）和运动滑台（110）的表面固定安装有用于运动滑台（110）和定位夹台（120）滑动的滑轨，所述丝杆的两端分别与驱动电机的输出端和分流桨叶（320）的一端固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种精密加工用恒温数控机床，其特征在于，所述第二固定端盖（240）为离心涡扇结构，所述推送旋叶（330）为螺旋轴桨结构，所述分流桨叶（320）、推送旋叶（330）和轴桨叶（340）与输送管（310）同心布置。