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1、10申请公布号CN102059390A43申请公布日20110518CN102059390ACN102059390A21申请号201010573376322申请日20101201B23C9/00200601B23Q1/01200601B23Q5/3420060171申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号72发明人王延忠沈华红刘强孙红梅吕晓宇高琦谷立恒74专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人成金玉54发明名称一种双立柱龙门数控铣床装置57摘要一种双立柱龙门数控铣床结构，包括机床床身、数控工作台、左右立柱、滑动箱、主轴箱、主轴、传动机构，直线电机；床身。
2、通过地脚螺栓与地面相连。立柱与床身采用螺栓连接；滑动箱在与立柱连接的导轨上滑动，主轴箱在滑动箱内部的导轨上上下滑动，主轴与主轴箱采用螺栓连接。数控工作台沿X方向移动，滑动箱沿Y方向移动，主轴箱沿Z方向移动，主轴通过一体的电机驱动绕轴线高速旋转。工作时，工件固定在数控工作台上，由X轴直线电机驱动使数控工作台带着工件实现X轴的进给运动。滑动箱带着主轴箱沿Y方向移动，实现主轴在Y，Z两个方向的进给运动，主轴自身高速旋转实现主切削运动。通过这样一个运动过程，就可以实现X、Y、Z三坐标切削运动。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页CN102059。
3、393A1/1页21一种双立柱龙门数控铣床装置，其特征在于包括床身1、数控工作台4、左立柱3、右立柱6、床身导轨7、右立柱导轨8、左立柱导轨17、滑动箱内部正面导轨13、滑动箱内部侧面导轨16、X轴直线电机21、Y轴直线电机19、Z轴直线电机15、滑动箱11、主轴箱14和主轴23；床身导轨7安装床身1上，并与床身1固定连接；X轴直线电机21的初极安装在数控工作台4的底面，X轴直线电机21的次级安装在床身1上，以实现X轴直线电机21驱动数控工作台4在床身导轨7上沿X方向往复运动；左立柱3和右立柱6分别与床身1固定连接，在左立柱3上安装有左立柱导轨17，在右立柱6上装有右立柱导轨8，Y轴直线电机1。
4、9的初极安装在滑动箱11的底面，Y轴直线电机19的次级分别安装在右立柱导轨8和左立柱导轨17上，以实现Y轴直线电机19驱动滑动箱11同时在右立柱导轨8和左立柱导轨17上沿Y方向往复运动；主轴箱14位于滑动箱11内部，主轴23与主轴箱14固定连接，主轴箱14带着主轴23在滑动箱内部正面导轨13、滑动箱内部侧面导轨16上沿Z轴方向往复运动；主轴23通过一体的电机驱动绕轴线高速旋转；工作时，工件27固定在数控工作台4上，由X轴直线电机21驱动使数控工作台4带着工件实现X轴的进给运动；由Y轴直线电机驱动滑动箱11带着主轴箱14沿Y方向移动，由Z轴直线电机驱动主轴箱沿Z轴在滑动箱内部正面导轨13、滑动箱。
5、内部侧面导轨16上运动，实现主轴在Y、Z两个方向的进给运动；主轴自身高速旋转实现主切削运动，通过这样一个运动过程，就可以实现X、Y、Z三坐标切削运动。2根据权利要求1所述的一种双立柱龙门数控铣床装置，其特征在于所述的X、Y、Z三坐标运动均采用直线电机驱动。权利要求书CN102059390ACN102059393A1/3页3一种双立柱龙门数控铣床装置技术领域0001本发明涉及一种新型双立柱龙门数控铣床装置，适用于任何曲面的数控加工。背景技术0002目前，从国内外的技术资料显示，曲面加工可以采用车削中心、铣削加工中心和数控磨床。由于目前大多数机床采用单立柱结构形式，在进行大余量切削时由于机床的刚性。
6、发生变化而使加工精度降低，加工效率不高。发明内容0003本发明的目的在于克服技术的单立柱机床高速切削时产生的刚度问题不足，提供一种双立柱龙门数控铣床装置，加强了机床的整体刚度，保证加工精度要求，提高加工效率。0004本发明的技术方案是一种双立柱龙门数控铣床装置包括床身、数控工作台、左立柱、右立柱、床身导轨、右立柱导轨、左立柱导轨、滑动箱正面导轨、滑动箱内部侧面导轨、X轴直线电机、Y轴直线电机、Z轴直线电机、滑动箱、主轴箱和主轴；床身导轨安装在床身上，并与床身固定连接；X轴直线电机的初极安装在数控工作台的底面，X轴直线电机的次级安装在床身上，以实现X轴直线电机驱动数控工作台在床身导轨上沿X方向往。
7、复运动；左立柱和右立柱分别与床身固定连接，在左立柱上安装有左立柱导轨，在右立柱上装有右立柱导轨，Y轴直线电机的初极安装在滑动箱的底面，Y轴直线电机的次级分别安装在右立柱导轨和左立柱导轨上，以实现Y轴直线电机驱动滑动箱同时在右立柱导轨和左立柱导轨上沿Y方向往复运动；主轴箱位于滑动箱内部，主轴与主轴箱固定连接，主轴箱带着主轴在滑动箱内部正面导轨、滑动箱内部侧面导轨上沿Z轴方向往复运动；主轴通过一体的电机驱动绕轴线高速旋转；工作时，工件固定在数控工作台上，由X轴直线电机驱动使数控工作台带着工件实现X轴的进给运动；由Y轴直线电机驱动滑动箱带着主轴箱沿Y方向移动，由Z轴直线电机驱动主轴箱沿Z轴在滑动箱内。
8、部正面导轨、滑动箱内部侧面导轨上运动，实现主轴在Y、Z两个方向的进给运动；主轴自身高速旋转实现主切削运动，通过这样一个运动过程，就可以实现X、Y、Z三坐标切削运动。0005本发明与现有技术相比的有益效果是00061目前，现有技术单立柱数控加工中心在针对大余量工件的切削时，为了避免加工时产生大的切削力，往往采用小的进给量的方法，增加了切削的走刀次数，使得加工效率降低。本发明针对这种现象，设计的双立柱龙门数控铣床加强了机床的整体刚度，保证加工精度要求，提高了加工效率，可以实现高速切削，满足工件质量要求。本发明的数控工作台进给速度达到60M/MIN，主轴转速可达18000R/MIN。00072本发明。
9、的X、Y、Z三坐标运动均采用直线电机驱动，直线电机不同于普通的转子电机，传统的传动链从电动机到工作部件要通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节，而采用直线电机传动不再需要上述的中间传递环节，电机直接驱动说明书CN102059390ACN102059393A2/3页4运动部件，采用直线电机使得数控铣床具有以下优点进给速度范围宽；加速度大，直线电机最大加速度可达30G，目前加工中心的进给加速度已达324G，而传统机床进给加速度在1G以下；定位精度高，可实现纳米级控制；结构简单、运动平稳、噪声小，运动部件摩擦小、磨损小、使用寿命长、安全可靠；由于直线电机自身的结构特点，使得机床。
10、行程不受限制。采用直线电机驱动，定子可无限加长，且制造工艺简单。附图说明0008图1为本发明的双立柱龙门数控铣床装置结构示意图；0009图2为本发明机床主轴，其中图2A为电主轴示意图，图2B为主轴与主轴箱安装面图；0010图3数控工作台与床身导轨连接；0011图4为本发明的滑动箱与立柱的连接方式；0012图5为本发明的主轴箱与滑动箱导轨的连接方式；0013图6为本发明的左立柱或右立柱结构示意图；0014图7为本发明的床身结构示意图；0015图8为本发明的滑动箱结构示意图；0016图9为本发明的主轴箱结构示意图。具体实施方式0017如图1、2所示，本发明的双立柱龙门数控铣床装置包括床身1、数控工。
11、作台4、履带20、地脚螺栓2、右、左立柱连接螺栓5、22、左立柱3、右立柱6、床身导轨7、右立柱导轨8、左立柱导轨17、滑动箱内部正面导轨13、滑动箱内部侧面导轨16、工作台滑块25、滑动箱导轨滑块10、主轴箱导轨滑块12、X轴直线电机21、Y轴直线电机19、Z轴直线电机15、滑动箱11、主轴箱14和主轴23。床身导轨7与床身1采用螺栓连接，床身1通过地脚螺栓2与地面连接；X轴直线电机21的初极安装在数控工作台4的底面，X轴直线电机21的次级安装在床身1上，以实现X轴直线电机21驱动数控工作台4通过滑块25在床身导轨7上沿X方向往复运动，履带20一端固定在导轨上，另一端固定在工作台上，这样可以。
12、限制数控工作台4的行程；左立柱3和右立柱6分别与床身1通过左、右立柱连接螺栓22、5固定连接，在左立柱3上安装有左立柱导轨17，在右立柱6上装有右立柱导轨8，Y轴直线电机19的初极安装在滑动箱11的底面，Y轴直线电机19的次级分别安装在右立柱导轨8和左立柱导轨17上，以实现Y轴直线电机19驱动滑动箱11通过滑块10同时在右立柱导轨8和左立柱导轨17上沿Y方向往复运动；主轴箱14位于滑动箱11内部，主轴箱14带着主轴23沿滑动箱11上的主轴箱正面导轨13、主轴箱侧面导轨16在Z方向上下移动。主轴23与主轴箱14固定连接，主轴箱14带着主轴23在滑动箱11内部的滑动箱内部正面导轨13、滑动内侧面导。
13、轨16上沿Z轴方向往复运动；主轴23通过螺纹孔24与主轴箱14实现固定连接。主轴采用电主轴电机与轴一体化。主轴23通过一体的电机驱动绕轴线高速旋转；工作时，工件27固定在数控工作台4上，由X轴直线电机21驱动使数控工作台4带着工件实现X轴的进给运动；由Y轴直线电机驱动滑动箱11带着主轴箱14沿Y方向移动，由Z轴直线电机驱动主轴箱沿Z轴在滑动箱内侧正面导轨13、滑动箱内部侧面导轨16上运动，实现主说明书CN102059390ACN102059393A3/3页5轴在Y、Z两个方向的进给运动；主轴自身高速旋转实现主切削运动，通过这样一个运动过程，就可以实现X、Y、Z三坐标切削运动。0018主轴的连接。
14、方式如图2A所示，主轴23与主轴箱14的连接是通过采用主轴沿圆周分布的一组螺纹孔24如图2B所示实现的。0019如图3所示，数控工作台4与床身导轨7的装配关系图，数控工作台4与床身导轨7的连接方式，数控工作台4上的T型槽26用来固定工件27。滑块25与数控工作台4采用固定连接，滑块25在床身导轨7上沿X方向移动。床身导轨7与床身1采用螺栓固定连接。0020如图4所示，滑动箱11与右立柱导轨8和左立柱导轨17连接方式，滑动箱11在与左立柱3和右立柱6连接的右立柱导轨8、左立柱导轨17上沿Y方向前后滑动，其中滑块18与滑动箱11采用固定连接方式，滑块18在左立柱导轨17上自由移动。0021如图5所。
15、示，主轴箱14与滑动箱内部正面导轨13、滑动箱内部侧面导轨16连接方式，主轴箱14与滑动箱内部正面导轨13、滑动箱内部侧面导轨16采用螺纹连接，主轴箱导轨滑块12与滑动箱11采用螺纹连接。滑块12沿对应的滑动箱内部正面导轨13运动。0022图6图9分别为左右立柱3、6、床身1、滑动箱11、主轴箱23的零件图。0023如图6所示，机床立柱的总体结构为U字型，立柱两侧的部分为空心结构，内部布有加强筋，立柱的横梁部分布有立柱导轨的安装面。图7为机床的床身1。床身1总体为长方形，中间部分为床身导轨安装面，上下边缘为地脚螺栓的安装部位。图8为机床滑动箱，滑动箱总体为U字型，滑动箱内部布有加强筋，内侧有主。
16、轴箱导轨的安装面，左右两立柱底面为机床立柱导轨滑块的安装面。图9为主轴箱，主轴箱内部是空心的，用来放置主轴，主轴箱的右视图可以看到有一组螺纹孔，用来连接主轴与主轴箱。0024本发明的双立柱龙门数控铣床装置的加工方法，实现步骤如下0025A将工件固定在数控工作台上；0026B打开主轴控制开关，使主轴旋转，提供切削速度；0027CX轴直线电机驱动数控工作台在导轨上实现X方向的进给运动；0028DY轴直线电机驱动滑动箱在导轨上实现Y方向的进给运动；0029EZ轴直线电机驱动主轴箱在导轨上实现Z方向的进给运动；0030X、Y、Z三个方向的滑动连接方式均通过滑块在导轨上实现直线运动。完成以上步骤，就可以实现工件表面要求的切削运动。0031本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。说明书CN102059390ACN102059393A1/4页6图1图2A说明书附图CN102059390ACN102059393A2/4页7图2B图3说明书附图CN102059390ACN102059393A3/4页8图4图5图6说明书附图CN102059390ACN102059393A4/4页9图7图8图9说明书附图CN102059390A。