專利名稱：用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著高速加工技術(shù)的應(yīng)用，直線電機(jī)已被運(yùn)用到高速精密數(shù)控機(jī)床的 驅(qū)動(dòng)中。相比于原先的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠形式，直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)形 式的機(jī)床不但切削速度、加工效率有很大提高，而且由于無(wú)滾珠絲杠副、 零回程間隙、速度平穩(wěn)、高定位精度等特點(diǎn)。在立式數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)中，十
字滑臺(tái)既是X軸的底座又是Y軸的運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)，是產(chǎn)生受力變形最嚴(yán)重的部 件，因此，它在直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高速機(jī)床中成為保證幾何精度最重要的部 件?，F(xiàn)有技術(shù)的機(jī)床十字滑臺(tái)X軸的底座和Y軸的運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)結(jié)構(gòu)均為板式 實(shí)心結(jié)構(gòu)，由于直線電機(jī)動(dòng)子與定子之間有很大的電磁力，會(huì)使得機(jī)床的 滑臺(tái)或?qū)к壆a(chǎn)生較大的形變，從而對(duì)加工精度有嚴(yán)格要求的機(jī)床床身及滑 臺(tái)結(jié)構(gòu)提出了新的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用直線電機(jī) 驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，它可以使機(jī)床滑臺(tái)在承受直線電機(jī)動(dòng)子與定子 之間強(qiáng)大電磁力的情況下不變形，并且能夠保持運(yùn)動(dòng)部件的慣量較小。
實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是 一種用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑 臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括底座、安裝在底座上端的Y軸直線電機(jī)的定子和Y軸向?qū)к?座、可沿Y軸向?qū)к壸瑒?dòng)且具有X軸向部和Y軸向部的十字滑臺(tái)、安裝 在十字滑臺(tái)Y軸向部下端的Y軸直線電機(jī)的動(dòng)子、安裝在十字滑臺(tái)X軸向 部上端的X軸直線電機(jī)的定子和X軸向?qū)к壸?、可沿X軸向?qū)к壸瑒?dòng)的工作臺(tái)及安裝在工作臺(tái)下端的X軸直線電機(jī)的動(dòng)子，其中，
所述十字滑臺(tái)的X軸向部在長(zhǎng)度方向的縱截面形狀為具有若干個(gè)間隔
空腔的箱體結(jié)構(gòu)；
所述十字滑臺(tái)的Y軸向部的外部形狀呈山形結(jié)構(gòu)。
上述的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，其中，所述十字滑臺(tái)的
Y軸向部的呈中空結(jié)構(gòu)，該中空的截面呈等腰三角形。
上述的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，其中，所述Y軸向?qū)к?對(duì)稱設(shè)在Y軸直線電機(jī)的定子的兩側(cè)，所述X軸向?qū)к墝?duì)稱設(shè)在X軸直線 電才幾的定子的兩側(cè)。
上述的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，其中，所述X軸直線電 機(jī)的動(dòng)子是通過(guò)一安裝板與工作臺(tái)連接的。
采用了本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的技術(shù)方 案，即十字滑臺(tái)的X軸向部采用箱形結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度長(zhǎng)，重量輕的有 點(diǎn)；十字滑臺(tái)的Y軸向部采用山形結(jié)構(gòu)，具有跨度大的有點(diǎn)，可用于大行 程滑臺(tái)的底座，該技術(shù)方案可以使機(jī)床滑臺(tái)在承受直線電機(jī)動(dòng)子與定子之 間強(qiáng)大電磁力的情況下不變形.，并且能夠保持運(yùn)動(dòng)部件的慣量較小。


圖1為本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2為本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖； 圖3為本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的X軸向部 的截面圖4為本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)的Y軸向部 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1至圖4,本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié) 構(gòu)，包括底座l、十字滑臺(tái)2、 Y軸直線電機(jī)3、 X軸直線電機(jī)4及工作臺(tái) 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(jī)的定子31的兩側(cè)對(duì)稱安裝一對(duì)Y軸 向?qū)к壸?1;
十字滑臺(tái)2具有X軸向部21和Y軸向部22, X軸向部21是工作臺(tái)X 向運(yùn)動(dòng)的底座，Y軸向部22是十字滑臺(tái)2的Y軸向的運(yùn)動(dòng)滑臺(tái)，它可沿底 座1上的Y軸向?qū)к壸?0滑動(dòng)；X軸向部21在長(zhǎng)度方向的縱截面形狀為 具有若干個(gè)間隔空腔的箱體結(jié)構(gòu)；Y軸向部22的外部形狀呈山形結(jié)構(gòu)并且 呈中空結(jié)構(gòu)，該中空的截面呈等腰三角形；
Y軸直線電機(jī)的動(dòng)子32安裝在十字滑臺(tái)2上的Y軸向部22的下端； X軸直線電機(jī)4的定子41安裝在十字滑臺(tái)2的X軸向部21的上端； 十字滑臺(tái)2的X軸向部21的上端還在X軸直線電機(jī)4的定子41的兩 側(cè)對(duì)稱安裝一對(duì)X軸向?qū)к壸?0;
.X軸直線電機(jī)的動(dòng)子42通過(guò)一安裝板6安裝在工作臺(tái)5的下端； 工作臺(tái)5可沿X軸向?qū)к壸?0滑動(dòng)。
本實(shí)用新型的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，即十字滑臺(tái)的X 軸向部采用箱形結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度長(zhǎng)，重量輕的有點(diǎn)；十字滑臺(tái)的Y軸 向部采用山形結(jié)構(gòu)，具有跨度大的有點(diǎn)，可用于大行程滑臺(tái)的底座，該技 術(shù)方案可以使機(jī)床滑臺(tái)在承受直線電機(jī)動(dòng)子與定子之間強(qiáng)大電磁力的情 況下不變形，并且能夠保持運(yùn)動(dòng)部件的慣量較小。
在ANSYS環(huán)境下，根據(jù)十字滑臺(tái)受力模型，進(jìn)行強(qiáng)度分析得到有關(guān)參 數(shù)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(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō) 明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的 實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的 權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括底座、安裝在底座上端的Y軸直線電機(jī)的定子和Y軸向?qū)к壸?、可沿Y軸向?qū)к壸瑒?dòng)且具有X軸向部和Y軸向部的十字滑臺(tái)、連接在十字滑臺(tái)Y軸向部下端的Y軸直線電機(jī)的動(dòng)子、安裝在十字滑臺(tái)X軸向部上端的X軸直線電機(jī)的定子和X軸向?qū)к壸?、可沿X軸向?qū)к壸瑒?dòng)的工作臺(tái)及連接在工作臺(tái)下端的X軸直線電機(jī)的動(dòng)子，其特征在于，所述十字滑臺(tái)的X軸向部在長(zhǎng)度方向的縱截面形狀為具有若干個(gè)間隔空腔的箱體結(jié)構(gòu)；所述十字滑臺(tái)的Y軸向部的外部形狀呈山形結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所迷十字滑臺(tái)的Y軸向部的呈中空結(jié)構(gòu)，該中空的截面呈等腰三角形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述Y軸向?qū)к墝?duì)稱設(shè)在Y軸直線電機(jī)的定子的兩側(cè)，所述X軸向?qū)к墝?duì)稱設(shè)在X 軸直線電;f幾的定子的兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述X軸直線電機(jī)的動(dòng)子是通過(guò)一安裝板與工作臺(tái)連接的。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括底座、安裝在底座上端的Y軸直線電機(jī)的定子和Y軸向?qū)к壸?、可沿Y軸向?qū)к壸瑒?dòng)且具有X軸向部和Y軸向部的十字滑臺(tái)、連接在十字滑臺(tái)Y軸向部下端的Y軸直線電機(jī)的動(dòng)子、安裝在十字滑臺(tái)X軸向部上端的X軸直線電機(jī)的定子和X軸向?qū)к壸?、可沿X軸向?qū)к壸瑒?dòng)的工作臺(tái)及連接在工作臺(tái)下端的X軸直線電機(jī)的動(dòng)子，所述十字滑臺(tái)的X軸向部在長(zhǎng)度方向的縱截面形狀為具有若干個(gè)間隔空腔的箱體結(jié)構(gòu)；所述十字滑臺(tái)的Y軸向部的外部形狀呈山形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的機(jī)床十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)，可以使機(jī)床滑臺(tái)在承受直線電機(jī)動(dòng)子與定子之間強(qiáng)大電磁力的情況下不變形，并且能夠保持運(yùn)動(dòng)部件的慣量較小。
文檔編號(hào)B23Q1/01GK201257592SQ20082015375
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者尹冠群, 楊家榮, 王宇晗, 王浩林 申請(qǐng)人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司;上海交通大學(xué)