用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的製作方法
2023-06-09 01:35:36
專利名稱：用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構。
背景技術：
隨著高速加工技術的應用，直線電機已被運用到高速精密數控工具機的 驅動中。相比於原先的伺服電機驅動滾珠絲槓形式，直線電機直接驅動形 式的工具機不但切削速度、加工效率有很大提高，而且由於無滾珠絲槓副、 零回程間隙、速度平穩、高定位精度等特點。在立式數控銑床結構中，十
字滑臺既是X軸的底座又是Y軸的運動滑臺，是產生受力變形最嚴重的部 件，因此，它在直線電機驅動的高速工具機中成為保證幾何精度最重要的部 件。現有技術的工具機十字滑臺X軸的底座和Y軸的運動滑臺結構均為板式 實心結構，由於直線電機動子與定子之間有很大的電磁力，會使得工具機的 滑臺或導軌產生較大的形變，從而對加工精度有嚴格要求的工具機床身及滑 臺結構提出了新的要求。
發明內容
本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種用直線電機 驅動的工具機十字滑臺結構，它可以使工具機滑臺在承受直線電機動子與定子 之間強大電磁力的情況下不變形，並且能夠保持運動部件的慣量較小。
實現上述目的的一種技術方案是 一種用直線電機驅動的工具機十字滑 臺結構，包括底座、安裝在底座上端的Y軸直線電機的定子和Y軸嚮導軌 座、可沿Y軸嚮導軌座滑動且具有X軸向部和Y軸向部的十字滑臺、安裝 在十字滑臺Y軸向部下端的Y軸直線電機的動子、安裝在十字滑臺X軸向 部上端的X軸直線電機的定子和X軸嚮導軌座、可沿X軸嚮導軌座滑動的工作檯及安裝在工作檯下端的X軸直線電機的動子，其中，
所述十字滑臺的X軸向部在長度方向的縱截面形狀為具有若干個間隔
空腔的箱體結構；
所述十字滑臺的Y軸向部的外部形狀呈山形結構。
上述的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，其中，所述十字滑臺的
Y軸向部的呈中空結構，該中空的截面呈等腰三角形。
上述的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，其中，所述Y軸嚮導軌 對稱設在Y軸直線電機的定子的兩側，所述X軸嚮導軌對稱設在X軸直線 電才幾的定子的兩側。
上述的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，其中，所述X軸直線電 機的動子是通過一安裝板與工作檯連接的。
採用了本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的技術方 案，即十字滑臺的X軸向部採用箱形結構，具有結構長度長，重量輕的有 點；十字滑臺的Y軸向部採用山形結構，具有跨度大的有點，可用於大行 程滑臺的底座，該技術方案可以使工具機滑臺在承受直線電機動子與定子之 間強大電磁力的情況下不變形.，並且能夠保持運動部件的慣量較小。
圖1為本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的示意圖； 圖2為本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的側視圖； 圖3為本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的X軸向部 的截面圖4為本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構的Y軸向部 的結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1至圖4,本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結 構，包括底座l、十字滑臺2、 Y軸直線電機3、 X軸直線電機4及工作檯 5，其中，Y軸直線電片幾3的定子31安裝在底座1的上端； 底座1的上端還在Y軸直線電機的定子31的兩側對稱安裝一對Y軸 嚮導軌座11;
十字滑臺2具有X軸向部21和Y軸向部22, X軸向部21是工作檯X 向運動的底座，Y軸向部22是十字滑臺2的Y軸向的運動滑臺，它可沿底 座1上的Y軸嚮導軌座30滑動；X軸向部21在長度方向的縱截面形狀為 具有若干個間隔空腔的箱體結構；Y軸向部22的外部形狀呈山形結構並且 呈中空結構，該中空的截面呈等腰三角形；
Y軸直線電機的動子32安裝在十字滑臺2上的Y軸向部22的下端； X軸直線電機4的定子41安裝在十字滑臺2的X軸向部21的上端； 十字滑臺2的X軸向部21的上端還在X軸直線電機4的定子41的兩 側對稱安裝一對X軸嚮導軌座40;
.X軸直線電機的動子42通過一安裝板6安裝在工作檯5的下端； 工作檯5可沿X軸嚮導軌座40滑動。
本實用新型的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，即十字滑臺的X 軸向部採用箱形結構，具有結構長度長，重量輕的有點；十字滑臺的Y軸 向部採用山形結構，具有跨度大的有點，可用於大行程滑臺的底座，該技 術方案可以使工具機滑臺在承受直線電機動子與定子之間強大電磁力的情 況下不變形，並且能夠保持運動部件的慣量較小。
在ANSYS環境下，根據十字滑臺受力模型，進行強度分析得到有關參 數如下
1. 彈性模量E=l. 6EllPa;
2. 泊+〉比X=0. 25;
3. 密度p-7800Kg/m3;
4. 選用單元類型Tet 10 nodes。
本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說 明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的 實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的 權利要求書範圍內。
權利要求1. 一種用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，包括底座、安裝在底座上端的Y軸直線電機的定子和Y軸嚮導軌座、可沿Y軸嚮導軌座滑動且具有X軸向部和Y軸向部的十字滑臺、連接在十字滑臺Y軸向部下端的Y軸直線電機的動子、安裝在十字滑臺X軸向部上端的X軸直線電機的定子和X軸嚮導軌座、可沿X軸嚮導軌座滑動的工作檯及連接在工作檯下端的X軸直線電機的動子，其特徵在於，所述十字滑臺的X軸向部在長度方向的縱截面形狀為具有若干個間隔空腔的箱體結構；所述十字滑臺的Y軸向部的外部形狀呈山形結構。
2. 根據權利要求1所述的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，其特徵在於， 所迷十字滑臺的Y軸向部的呈中空結構，該中空的截面呈等腰三角形。
3. 根據權利要求1所述的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，其特徵在於， 所述Y軸嚮導軌對稱設在Y軸直線電機的定子的兩側，所述X軸嚮導軌對稱設在X 軸直線電;f幾的定子的兩側。
4. 根據權利要求1所述的用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，其特徵在於， 所述X軸直線電機的動子是通過一安裝板與工作檯連接的。
專利摘要本實用新型公開了一種用直線電機驅動的工具機十字滑臺結構，包括底座、安裝在底座上端的Y軸直線電機的定子和Y軸嚮導軌座、可沿Y軸嚮導軌座滑動且具有X軸向部和Y軸向部的十字滑臺、連接在十字滑臺Y軸向部下端的Y軸直線電機的動子、安裝在十字滑臺X軸向部上端的X軸直線電機的定子和X軸嚮導軌座、可沿X軸嚮導軌座滑動的工作檯及連接在工作檯下端的X軸直線電機的動子，所述十字滑臺的X軸向部在長度方向的縱截面形狀為具有若干個間隔空腔的箱體結構；所述十字滑臺的Y軸向部的外部形狀呈山形結構。本實用新型的工具機十字滑臺結構，可以使工具機滑臺在承受直線電機動子與定子之間強大電磁力的情況下不變形，並且能夠保持運動部件的慣量較小。
文檔編號B23Q1/01GK201257592SQ20082015375
公開日2009年6月17日 申請日期2008年10月7日 優先權日2008年10月7日
發明者尹冠群, 楊家榮, 王宇晗, 王浩林 申請人:上海電氣集團股份有限公司;上海交通大學