專利名稱：一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬數(shù)控機(jī)床制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法。
背景技術(shù)：
隨著高端裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，高精度的精密數(shù)控機(jī)床需求日益增大，進(jìn)而對數(shù)控機(jī)床伺服軸的運動精度和定位精度提出了更高的要求。對于數(shù)控直線軸而言，導(dǎo)軌、絲桿的制造精度、安裝精度以及合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)布置方式等是影響直線軸運動精度的重要因素。傳統(tǒng)的直線軸設(shè)計是根據(jù)機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)和外形尺寸限制等因素確定導(dǎo)軌、絲桿的布置形式，運動軸的精度完全取決于導(dǎo)軌、絲杠的制造精度、安裝精度以及床身等承載件的加工精度，未考慮到合理的機(jī)械布局對運動誤差的降低有著至關(guān)重要的作用，在運動過程中運動部件會產(chǎn)生較大的顛覆力矩，且結(jié)構(gòu)剛性差，導(dǎo)致機(jī)床的精度穩(wěn)定性差，工件加工精度不高，很難實現(xiàn)高精度、高效率加工。目前，在精密的數(shù)控機(jī)床設(shè)計中，直線軸驅(qū)動方案開始越來越多采用質(zhì)心驅(qū)動的思想，在很大程度上克服了拖板、立柱等運動部件在運動過程機(jī)械剛性差的缺點，提高了機(jī)床的工件加工精度，但此種方案中，機(jī)床的支撐導(dǎo)軌無法做到零摩擦，拖板在運動過程中，由于摩擦力的存在，仍然存在較大顛覆力矩，機(jī)床的精度和穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致工件的加工精度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題提供一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，合理的機(jī)械布局使直線軸運動部件的質(zhì)心、直線導(dǎo)軌及絲杠中心基本位于同一平面上，保證運動拖板處于最佳受力狀態(tài)，消除運動過程中產(chǎn)生的顛覆力矩，使直線軸的機(jī)械剛性大幅度提高， 運動精度得以保證，實現(xiàn)從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度提高機(jī)床加工精度。此外，參加修整的直線軸采用此種結(jié)構(gòu)，也能提高砂輪的修整精度，進(jìn)而減小加工誤差，進(jìn)一步提高加工精度。本發(fā)明采用的技術(shù)方案一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，具有直線導(dǎo)軌、 運動部件及絲杠，直線導(dǎo)軌安裝在床身的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠安裝在運動部件上，運動部件位于直線導(dǎo)軌上，絲杠驅(qū)動運動部件沿直線導(dǎo)軌直線運動，所述直線導(dǎo)軌的軌頂平面、運動部件的質(zhì)心軸線及絲杠的中心軸線處于同一平面上。所述直線導(dǎo)軌水平安裝在床身的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠水平安裝在運動部件上。所述直線導(dǎo)軌垂直安裝在床身的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠垂直安裝在運動部件上。所述運動部件上固定有拖板，且拖板位于直線導(dǎo)軌上。所述運動部件的質(zhì)心軸線與絲杠的中心軸線基本重合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點和效果1、直線軸運動精度大大提高。本發(fā)明只需改變直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠的安裝位置，使直線軸運動部件的質(zhì)心與直線導(dǎo)軌及絲杠中心基本位于同一平面上，保證運動拖板處于最佳受力狀態(tài)，消除運動過程中產(chǎn)生的顛覆力矩，避免運動過程中由于“頭重腳輕”引起的“磕頭”現(xiàn)象，進(jìn)而提高運動部件的穩(wěn)定性和運動精度，使直線軸的機(jī)械剛性大幅度提高，進(jìn)而使直線軸的運動精度大幅度提高，實現(xiàn)從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度提高機(jī)床加工精度。2、修整精度大大提高。砂輪的修整精度取決于修整時參與插補(bǔ)的兩個直線軸的運動精度。參加修整的直線軸采用此種結(jié)構(gòu)，也能提高砂輪的修整精度，進(jìn)而減小加工誤差， 進(jìn)一步提高加工精度。3、成本低。只需改變直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠的安裝位置即可，整體裝配工藝性良好， 不會增加裝配難度。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖1、2描述本發(fā)明的第一種實施例。一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，具有直線導(dǎo)軌1、運動部件2及滾珠絲杠 3，直線導(dǎo)軌1水平安裝在床身5上端的導(dǎo)軌結(jié)合面上，滾珠絲杠3水平安裝在運動部件2 上，運動部件2的下端固定有拖板4，并使拖板4位于直線導(dǎo)軌1上，滾珠絲杠3驅(qū)動運動部件2沿直線導(dǎo)軌1直線運動。為了克服精密數(shù)控機(jī)床直線軸在運動過程中存在較大的顛覆力矩的問題，所述直線導(dǎo)軌1的軌頂平面6、運動部件2的質(zhì)心軸線7及水平絲杠3的中心軸線8基本位于同一水平面上，且運動部件2的質(zhì)心軸線7與水平絲杠3的中心軸線8基本重合。以保證運動部件5工作過程中始終處于最佳受力狀態(tài)，減小甚至消除運動過程中的顛覆力矩，避免運動過程中由于“頭重腳輕”引起的“磕頭”現(xiàn)象，進(jìn)而提高運動部件的穩(wěn)定性和運動精度，使得直線軸的機(jī)械剛性大幅度提高，運動精度得以保證，實現(xiàn)從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度提高機(jī)床加工精度。此外，參加修整的直線軸采用此種結(jié)構(gòu)，也能提高砂輪的修整精度，進(jìn)而減小加工誤差，進(jìn)一步提高加工精度。本發(fā)明應(yīng)用在高精度的數(shù)控磨床設(shè)計中，其運動部件2為精密拉刀數(shù)控成形磨床的立柱，立柱沿床身5前后運動，磨具9沿立柱上下運動。如果按照傳統(tǒng)的直線軸布置方式，由于立柱較高且磨具部分拖板質(zhì)量大，立柱在前后運動過程中存在較大顛覆力矩，影響機(jī)床磨削精度。本發(fā)明將直線導(dǎo)軌1的軌頂平面6、運動部件2的質(zhì)心軸線7及滾珠絲杠3 的中心軸線8設(shè)計在同一水平面上，并使運動部件2的質(zhì)心軸線7與滾珠絲杠3的中心軸線8基本重合，立柱在運動過程中平穩(wěn)性得到很大提升，消除了“頭重腳輕”的情況，進(jìn)而提高了工件的磨削精度。也可將所述直線導(dǎo)軌1垂直安裝在床身5的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠3垂直安裝在運動部件2上構(gòu)成本發(fā)明的第二種實施例。上述實施例只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，具有直線導(dǎo)軌(1)、運動部件(2)及絲杠 (3)，直線導(dǎo)軌(1)安裝在床身(5)的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠(3)安裝在運動部件(2)上，運動部件(2)位于直線導(dǎo)軌(1)上，絲杠(3)驅(qū)動運動部件(2)沿直線導(dǎo)軌(1)直線運動，其特征在于所述直線導(dǎo)軌(1)的軌頂平面(6)、運動部件O)的質(zhì)心軸線(7)及絲杠(3)的中心軸線(8)處于同一平面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，其特征在于所述直線導(dǎo)軌(1)水平安裝在床身(5)的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠(3)水平安裝在運動部件(2)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，其特征在于所述直線導(dǎo)軌(1)垂直安裝在床身(5)的導(dǎo)軌結(jié)合面上，絲杠(3)垂直安裝在運動部件(2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，其特征在于 所述運動部件( 上固定有拖板G)，且拖板(4)位于直線導(dǎo)軌(1)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，其特征在于 所述運動部件O)的質(zhì)心軸線(7)與絲杠(3)的中心軸線(8)基本重合。
全文摘要
提供一種提高精密數(shù)控機(jī)床加工精度的方法，通過合理的機(jī)械布局使直線軸運動部件的質(zhì)心、直線導(dǎo)軌及絲杠中心基本位于同一平面上，保證運動拖板處于最佳受力狀態(tài)，消除運動過程中產(chǎn)生的顛覆力矩，使直線軸的機(jī)械剛性大幅度提高，運動精度得以保證，實現(xiàn)從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度提高機(jī)床加工精度。此外，參加修整的直線軸采用此種結(jié)構(gòu)，也能提高砂輪的修整精度，進(jìn)而減小加工誤差，進(jìn)一步提高加工精度。本發(fā)明只需改變直線導(dǎo)軌、滾珠絲杠的安裝位置即可，整體裝配工藝性良好，不會增加裝配難度。
文檔編號B23Q1/01GK102179698SQ20111006656
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者屈佳敏, 張明東, 張武剛, 方榮, 楊奇俊 申請人:陜西秦川機(jī)械發(fā)展股份有限公司