專利名稱：微型銑鉆組合機床的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在高速下完成工件高精度銑鉆加工的微型銑鉆組合機床，屬于機械加工設備技術領域。
背景技術：
航空航天、國防工業、微電子行業、現代醫學以及生物工程技術領域所使用的精密/超精密三維微小零件具有從微米到毫米數量級的尺寸特征，三維微小零件及使用三維微小零件的微型裝置還具有結構形狀特異化、零件材料多樣化、尺寸及表面質量高精度化的特征。申請號為CN200920193988. 2的中國專利公開了一項名稱為“微型銑床”的技術方案。該微型銑床包括機床座、工作臺傳動系統、主軸升降傳動系統、主軸控制系統和編碼控制系統，所述機床座設置在機床的最下端，所述工作臺傳動系統設置在所述機床座上，所述工作臺傳動系統包括橫向傳動系統和縱向傳動系統，所述機床座上部連接有一個立柱箱，所述立柱箱端部連接所述主軸控制系統和編碼控制系統，所述編碼控制系統控制所述主軸運動，所述主軸升降系統沿著所述立柱箱升降。由于該微型銑床的工作臺傳動系統設計、主軸控制系統設計等原因，導致該微型銑床不能在高轉速下進行高精度加工。

發明內容
本發明的目的在于解決現有技術不能實現高轉速下高精度加工的問題，提出一種集銑、鉆功能為一體的微型銑鉆組合機床。為實現上述目的，本發明的微型銑鉆組合機床包括底座、卡具、滑臺、電主軸、控制計算機、機床控制器、主軸變速器、龍門架和主軸夾套；所述三個滑臺分別作為X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺，所述龍門架固定連接在所述底座上，所述Z向滑臺固定在所述龍門架上并且垂直于底座，所述Z向滑臺上通過螺栓固定有長方形墊板，所述電主軸通過主軸夾套固定在所述長方形墊板上，所述Z向滑臺縱向中心線、長方形墊板中心線和電主軸軸線在同一平面內，所述X向滑臺固定在所述底座上，所述X向滑臺縱向中心線垂直于龍門架，所述Y向滑臺固定在所述X向滑臺上，所述X向滑臺和所述Y向滑臺的縱向中心線互相垂直，所述Y向滑臺上固定安裝卡具，與所述電主軸軸線垂直；所述電主軸上配合連接銑刀或鉆頭；所述控制計算機通過數控系統操控機床控制器從而控制X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺中的電機運轉，通過主軸變速器控制電主軸的轉動。所述滑臺包括絲杠座、絲杠、連接板、電機支座、電機、工字型滑軌、滑塊和滑臺底板；滑臺底板的一端固接電機支座，電機固接在電機支座上，絲杠的一端與電機的電機軸固接，另一端放置在固接在滑臺底板的另一端的絲杠座的軸承內；兩個工字型滑軌固定在滑臺底板上，并位于絲杠座兩側垂直于絲杠座，所述每個工字型滑軌上設置有兩個滑塊，所述滑塊可以在所述工字型滑軌上滑動，所述連接板固定在所述滑塊上，所述連接板內部設有絲母與所述絲杠形成螺旋副。所述龍門架包括側面板和長方形凸臺，所述兩個側面板構成的長方形箱體通過中間隔板分隔成孔狀，所述兩個側面板垂直固接在所述底座上，所述龍門架通過所示長方形凸臺固接Z向滑臺。所述主軸夾套包括底板和側板；所述兩個側板垂直于所述底板，所述兩個側板分別開有軸線重合的通孔，所述兩個通孔與所述電主軸過盈配合，兩個側板的一端分別有低于長方體上表面的固定凸臺，每個固定凸臺上分別有豁口與通孔貫穿，凸臺上分別設有螺紋孔，用螺栓通過該螺紋孔擰緊豁口調節通孔的孔徑將電主軸緊固；所述主軸夾套通過底板與所述長方形墊板固定。所述機床整體尺寸小于300_X 300_X 300_。本發明的有益效果為本發明的微型銑鉆組合機床通過數控系統控制電機帶動主軸轉動、帶動X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺的滑動，實現了高轉速下的高精度加工；另外可以通過更換銑刀和鉆頭對工件進行銑和鉆的操作，集合了銑床和鉆床的功能。


圖1為本發明的銑鉆組合機床整體結構示意圖；圖2為本發明的銑鉆組合機床整體結構主視圖；圖3為本發明的銑鉆組合機床整體結構右視圖；圖4為本發明的滑臺的結構示意圖；圖5為本發明的龍門架結構示意圖；圖6為本發明的龍門架結構俯視圖；圖7為本發明的主軸夾套結構主視圖；圖8為本發明的主軸夾套結構俯視圖；圖9為本發明的工作流程圖；其中1、底座，2、龍門架，201、長方形凸臺，202側面板，3、Z向滑臺，4、長方形墊板，5、主軸夾套，501、底板，502、側板，503、豁口，504、固定凸臺，505、通孔，506、螺紋孔，6、電主軸，7、卡具，8、Y向滑臺，9、X向滑臺，10、絲杠座，11、絲杠，12、連接板，13、電機支座，
14、電機，15、工字型滑軌，16、滑塊，17、滑臺底板。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步描述。參見附圖1、附圖2和附圖3，本發明的微型銑鉆組合機床包括底座1、龍門架2、滑臺、卡具7、電主軸6、主軸夾套5、控制計算機、機床控制器和主軸變速器；所述三個滑臺分另IJ作為X向滑臺9、Y向滑臺8和Z向滑臺3，所述龍門架2固定連接在所述底座I上，所述Z向滑臺3固定在所述龍門架2上并且垂直于底座1，所述Z向滑臺3上通過螺栓固定有長方形墊板4，所述電主軸6通過主軸夾套5固定在所述長方形墊板4上，所述Z向滑臺3縱向中心線、長方形墊板4中心線和電主軸6軸線在同一平面內，所述Z向滑臺3帶動電主軸6做Z向進給運動，所述X向滑臺9固定在所述底座I上，所述X向滑臺9縱向中心線垂直于龍門架2，所述Y向滑臺8固定在所述X向滑臺9上，所述X向滑臺9和所述Y向滑臺8的縱向中心線互相垂直，所述Y向滑臺8上固定安裝卡具7，與所述電主軸6軸線垂直；通過X向滑臺9和Y向滑臺8的配合實現卡具7上的工件在X向和Y向的復合運動，所述電主軸6上配合連接銑刀或鉆頭；所述控制計算機通過數控系統操控機床控制器控制X向滑臺9、Y向滑臺8和Z向滑臺3中的電機14運轉，通過主軸變速器控制電主軸6的轉動。參見附圖4，所述滑臺包括絲杠座10、絲杠11、連接板12、電機支座13、電機14、工字型滑軌15、滑塊16和滑臺底板17 ;滑臺底板17的一端固接電機支座13，電機14固接在電機支座13上，絲杠11的一端與電機14軸固接，另一端放置在固接在滑臺底板17的另一端的絲杠座10的軸承內；兩個工字型滑軌15固定在滑臺底板17上，并位于絲杠座10兩側垂直于絲杠座10，所述每個工字型滑軌15上設置有兩個滑塊16，所述滑塊16可以在所述工字型滑軌15上滑動，所述連接板12固定在所述滑塊16上，所述連接板12內部設有絲母與所述絲杠11形成螺旋副。參見附圖5和附圖6，所述龍門架2包括側面板202、中間隔板和長方形凸臺201，所述中間隔板將兩個側面板202構成的長方形箱體分隔成孔狀，所述兩個側面板202垂直固接在所述底座I上，所述龍門架2通過所示長方形凸臺201固接Z向滑臺3。參見附圖7和附圖8，所述主軸夾套5包括底板501和側板502 ;所述兩個側板502垂直于所述底板501，所述兩個側板502分別開有軸線重合的通孔505，所述兩個通孔505與所述電主軸6過盈配合，兩個側板502的一端分別有低于長方體上表面的固定凸臺504，每個固定凸臺504上分別有豁口 503與通孔505貫穿，凸臺上分別設有螺紋孔506，用螺栓通過該螺紋孔506擰緊豁口 503調節通孔505的孔徑將電主軸6緊固；所述主軸夾套5通過底板501與所述長方形墊板4固定。所述龍門架2的長方形凸臺201與所述Z向滑臺3的滑臺底板501固定連接，所述X向滑臺9的連接板12與所述Y向滑臺8的滑臺底板501固定連接，所述卡具7固定安裝在所述Y向滑臺8的連接板12上，所述長方形墊板4固定連接在所述Z向滑臺3的連接板12上。本發明的機床的X、Y、Z三向滑臺分別用三根電纜連接機床控制器，通過機床控制器發出命令，實現X、Y、Z三向滑臺的往復運動，機床的電主軸6用一根電纜連接主軸變速器，調節主軸變速器實現電主軸6的勻速轉動，機床控制器連接電腦機箱與顯示器，并用數控軟件mach3對機床控制器給出指令，由機床控制器發出命令對機床進行操控。參見附圖9，本發明的微型銑鉆組合機床的工作流程圖為:首先，啟動整個裝置；然后，將整體數值初始化，輸入待加工參數；其次，將工件用卡具7夾緊，開始加工；最后，結束整個加工過程。本發明微型統鉆組合機床的尺寸整體小于300mmX300mmX300mm,加工精度為±0.25um，主軸徑向圓跳動為2 μ m，主軸回轉精度為I μ m，重復定位精度為±1μπι，最高轉速可達lOOOOOrpm，加工零件的最小尺寸為0.5X0.5mm，所述龍門架2采用的材料為HT200。采用超景深三維顯微鏡儀器對機床加工的微小零件進行測量，可觀測到加工的微小零件具有較高的加工精度。以上為本發明的具體實施方式
，但絕非對本發明的限制。
權利要求
1.微型銑鉆組合機床，包括底座(I)、卡具(7)、滑臺、電主軸(6)、控制計算機、機床控制器和主軸變速器，所述控制計算機通過數控系統操控機床控制器控制滑臺中的電機(14)運轉，通過主軸變速器控制所述電主軸(6)的轉停；其特征在于，還包括龍門架(2)、和主軸夾套(5)； 所述三個滑臺分別作為X向滑臺(9)、Y向滑臺(8)和Z向滑臺(3)，所述龍門架(2)固定連接在所述底座(I)上,所述Z向滑臺(3 )固定在所述龍門架(2 )上并且垂直于底座(I)，所述Z向滑臺(3)上通過螺栓固定有長方形墊板(4)，所述電主軸(6)通過主軸夾套(5)固定在所述長方形墊板(4)上，所述Z向滑臺(3)縱向中心線、長方形墊板(4)中心線和電主軸(6)軸線在同一平面內，所述X向滑臺(9)固定在所述底座(I)上，所述X向滑臺(9)縱向中心線垂直于龍門架(2)，所述Y向滑臺(8)固定在所述X向滑臺(9)上，所述X向滑臺(9)和所述Y向滑臺(8)的縱向中心線互相垂直，所述Y向滑臺(8)上固定安裝卡具(7)，與所述電主軸(6)軸線垂直；所述電主軸(6)上配合連接銑刀或鉆頭；所述控制計算機通過數控系統操控機床控制器從而控制X向滑臺(9)、Υ向滑臺(8)和Z向滑臺(3)中的電機(14)運轉，通過主軸變速器控制電主軸(6)的轉動。
2.根據權利要求1所述的微型銑鉆組合機床，其特征在于，所述滑臺包括絲杠座(10)、絲杠(11)、連接板(12 )、電機支座(13 )、電機(14 )、工字型滑軌(15 )、滑塊(16 )和滑臺底板(17);滑臺底板(17)的一端固接電機(14)支座(13)，電機(14)固接在電機支座(13)上，絲杠(11)的一端與電機(14)的電機軸固接，另一端放置在固接在滑臺底板(17)的另一端的絲杠座(10)的軸承內；兩個工字型滑軌(15)固定在滑臺底板(17)上，并位于絲杠座(10)兩側垂直于絲杠座(10)，所述每個工字型滑軌(15)上設置有兩個滑塊(16)，所述滑塊(16)可以在所述工字型滑軌(15)上滑動，所述連接板(12 )固定在所述滑塊(16 )上，所述連接板(12)內部設有絲母與所述絲杠(11)形成螺旋副。
3.根據權利要求1所述的微型銑鉆組合機床，其特征在于，所述龍門架(2)包括側面板(202)和長方形凸臺(201)，所述兩個側面板(202)構成的長方形箱體通過中間隔板分隔成孔狀，所述兩個側面板(202)垂直固接在所述底座(I)上，所述龍門架(2)通過所示長方形凸臺(201)固接Z向滑臺(3)。
4.根據權利要求1所述的微型銑鉆組合機床，其特征在于，所述主軸夾套(5)包括底板(501)和側板(502);所述兩個側板(502)垂直于所述底板(501 )，所述兩個側板(502)分別開有軸線重合的通孔(505)，所述兩個通孔(505)與所述電主軸(6)過盈配合，兩個側板(502)的一端分別有低于長方體上表面的固定凸臺(504),每個固定凸臺(504)上分別有豁口(503)與通孔(505)貫穿，凸臺上分別設有螺紋孔(506)，用螺栓通過該螺紋孔(506)擰緊豁口( 503 )調節通孔(505 )的孔徑將電主軸(6 )緊固；所述主軸夾套(5 )通過底板(501)與所述長方形墊板(4)固定。
5.根據權利要求1所述的微型銑鉆組合機床，其特征在于，所述機床整體尺寸小于300mmX 300mmX 300mm。
全文摘要
微型銑鉆組合機床屬機械加工設備領域，目的在于解決現有技術不能實現高轉速下高精度加工的問題。包括底座、龍門架、滑臺、卡具、電主軸、主軸夾套和控制計算機；三個滑臺分別作為X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺，所述X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺位于坐標系的三個坐標軸方向，所述Z向滑臺帶動所述電主軸做Z向進給運動，所述X向滑臺和Y向滑臺共同作用帶動帶動卡具上的工件做X向和Y向的復合運動，控制計算機通過數控系統控制X向滑臺、Y向滑臺和Z向滑臺中的電機運轉及電主軸的轉動，電主軸配合連接銑刀和鉆頭實現銑鉆加工。本發明通過數控系統控制電機帶動整體運動，實現高轉速下的高精度加工；通過更換銑刀和鉆頭實現銑床和鉆床的功能。
文檔編號B23Q37/00GK103072044SQ201210574858
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者于化東, 劉巖, 李曉舟, 許金凱, 王晶東, 于占江, 董山恒, 王曉冶, 陳爽 申請人:長春理工大學