CN102152130A - 一种轻质量高承载的机床支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质量高承载的机床支撑结构，包括被支撑件、支撑部件和底座；所述支撑部件固定安装在底座上，被支撑件设置在支撑部件顶端。所述被支撑件底部设置有凸台，凸台上设置有螺栓孔，凸台通过螺栓与支撑部件连接。所述支撑部件采用拱形结构，该拱形结构内侧分布有拱型加强筋，在拱形结构两肩分别设置有倒立桥洞，在支撑部件底端设置有桥腿，桥腿通过螺栓与底座固定连接；本发明的机床支撑结构，具有质量轻、刚度大、承载能力强的特点。

Description

一种轻质量高承载的机床支撑结构

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特指一种轻质量高承载的机床部件，适用于车铣复合加工中心、数控加工中心等多种机械加工设备的应用领域。

背景技术

机床部件质量过大势必导致整机驱动力过大，动态响应迟钝。此外机床部件的质量多大还会导致其支撑导轨的变形增大，降低机床的精度。为了改善机床的动态响应性能，提高机床的精度，在结构优化设计的基础上，研究轻量化工艺技术，并应用于机床的支承件以及移动部件，以达到整机的刚度重量比最优，是当前机床研究热点之一。

由于设计及装配工艺考虑，机床整机部件中有很多支撑部件，或者用于连接床身和主轴箱，起到主轴箱底座的作用，以支撑并固定主轴箱；或者用于连接床身和尾座，起到尾座支架的作用，以支撑并固定尾座；或者用于连接滑鞍和刀塔，起到刀塔支架的作用，以支撑并固定刀塔等。在切削加工中，这些支撑部件或者承载主轴箱、主轴、副主轴、尾座等传递来的载荷，此外还有切削载荷，要求具有一定的承载能力，且刚度足够大，重量较轻。目前大多数机床的主轴箱底座、尾座底座、刀塔支架等均采用布满筋板的立方体结构，这种结构有一定的承载能力，但一般只是根据经验设计，并不是依据承载有效承载的要求来进行设计，往往造成或者结构刚度不足，或者刚度充足但结构笨重，进而影响机床的动态性能，而且由于筋板的布置形式复杂，也加大了铸造和后续加工的成本。

发明内容

为了克服上述机床部件安装方式存在的不足，本发明提供一种轻质量高承载的机床支撑结构，是寻求机床支撑部件质量刚度比最优方面的探索，也是机床部件轻量化方面的一个积极尝试，具有质量轻，刚度大，承载能力强的特点。

一种轻质量高承载的机床支撑结构，包括被支撑件、支撑部件和底座；所述支撑部件固定安装在底座上，被支撑件设置在支撑部件顶端。

所述被支撑件底部设置有凸台，凸台上设置有螺栓孔，凸台通过螺栓与支撑部件连接。

所述支撑部件采用拱形结构，该拱形结构内侧分布有拱型加强筋，在拱形结构两肩分别设置有倒立桥洞，在支撑部件底端设置有桥腿，桥腿通过螺栓与底座固定连接。

所述拱型结构为半椭圆形结构、半圆形结构或摆线形结构。

所述支撑部件的弧顶分布有偶数个对称的筋板孔，筋板孔形成十字筋板结构。

所述桥腿分布有偶数个对称的螺栓孔，螺栓孔通过螺栓连接底座。

本发明的主体结构采用桥状的结构，拱形呈半椭圆形、或半圆形、或摆线形，其桥洞分布有5个拱型加强筋，不仅减轻了部件自身的重量，而且减少了对底部的水平载荷和垂直载荷的作用；拱形结构的两肩也分布有两个倒立的桥洞，一方面有利于减重，一方面用于安装螺栓以固定上部被支撑部件；同时，在支撑部件的弧顶部份，分布有6个左右对称的筋板孔，并形成十字筋板结构，也起到了减重作用，同时不影响其承载能力。其下部桥腿部分布有6个左右对称的螺栓孔，用于连接下部底座部件。

本发明的整体结构采用HT250铸铁铸造，使用了桥状拱形和十字加强筋结合的结构，不仅减轻了装置自身的重量，而且减少了部件自身对底部的水平载荷和垂直载荷。可以用于连接床身和主轴箱，起到主轴箱底座的作用；或者用于连接床身和尾座，起到尾座支架的作用；或者用于连接滑鞍和刀塔，起到刀塔支架的作用等。

本发明专利的优点在于：

(1)本发明结构简单，实施容易。

(2)本发明质量轻、刚度大，具有较强的承载能力。

附图说明

图1是本发明专利的示意图。

图2是本发明专利实施的示意图。

图中：1被支撑件，2螺栓孔及螺栓，3支撑部件，4倒立桥洞，5筋板孔，6拱型加强筋，7螺栓孔及螺栓，8桥腿，9底座。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步说明。

具体实施如图1和图2所示，支撑部件主要由倒立桥洞，筋板孔，拱型加强筋，螺栓孔，桥腿等组成。被支撑件通过支撑部件连接于底座上。支撑部件主体结构采用桥状的结构，拱形呈半椭圆形、半圆形、或摆线形，其桥洞分布有5个拱型加强筋，不仅减轻了部件自身的重量，而且减少了对底部的水平载荷和垂直载荷的作用；支撑部件的两肩也分布有两个倒立桥洞，拱形呈半椭圆形、半圆形、或摆线形，一方面有利于减重，一方面用于安装螺栓以固定上部被支撑件；同时，在支撑部件的弧顶部份，分布有6个左右对称的筋板孔，并形成十字筋板结构，也起到了减重作用，同时不影响其承载能力；其下部桥腿部分布有6个左右对称的螺栓孔，用于连接下部底座。

其中，如图1所示，各结构具体尺寸关系如下：

支撑结构(3)主体的拱形结构，满足：

如 $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1(a\≥b>0)......\left(1\right);$

或

倒立桥洞(4)的拱形结构，满足：

$\frac{x^2}{c^2}+\frac{y^2}{d^2}=1(c\≥d>0)......\left(3\right);$

或

其他尺寸满足：

r+a+f＝h...........................................(5)；

e＜r＜m＜t＜f＜k...................................(6)；

p≤n≤q≤j.........................................(7)；

$b+k+t<\frac{s}{2}......\left(8\right);$

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1.一种轻质量高承载的机床支撑结构，其特征在于：包括被支撑件、支撑部件和底座；所述支撑部件固定安装在底座上，被支撑件设置在支撑部件顶端。

2.如权利要求1所述一种轻质量高承载的机床支撑结构，其特征在于：所述被支撑件底部设置有凸台，凸台上设置有螺栓孔，凸台通过螺栓与支撑部件连接。

3.如权利要求1所述一种轻质量高承载的机床支撑结构，其特征在于：所述支撑部件采用拱形结构，该拱形结构内侧分布有拱型加强筋，在拱形结构两肩分别设置有倒立桥洞，在支撑部件底端设置有桥腿，桥腿通过螺栓与底座固定连接。

4.如权利要求3所述一种轻质量高承载的机床支撑结构，其特征在于：所述拱型结构为半椭圆形结构、半圆形结构或摆线形结构。

5.如权利要求3所述一种轻质量高承载的机床支撑结构，其特征在于：所述支撑部件的弧顶分布有偶数个对称的筋板孔，筋板孔形成十字筋板结构。

6.如权利要求3所述一种轻质量高承载的机床支撑结构，其特征在于：所述桥腿分布有偶数个对称的螺栓孔，螺栓孔通过螺栓连接底座。

Images