CN102218664B - 大型加工中心的四导轨结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大型加工中心的四导轨结构，包括立柱，与立柱相耦合的主轴箱，沿立柱的轴心线方向设置有一对主导轨，一对主导轨与主轴箱相连接，主轴箱能够通过主导轨沿立柱的轴心线方向移动，沿立柱的轴心线方向还设置有一对辅助导轨，一对辅助导轨与主轴箱相连接，并且主导轨和辅助导轨横截面所在的点能够形成一个封闭的区域。本发明通过在现有技术的两导轨结构上，在主轴箱的后方又增加了两条与主导轨平行的辅助导轨，这种四导轨结构在直线方向上对主轴箱已经形成了过定位，这样，在主轴箱的中间部位形成了一个框架式结构，极大地提高了主轴箱的藕合刚度，主轴箱抗切削扭矩刚度也得到了极大的改善。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工设备领域中的加工中心，特别是涉及一种大型加工中心的四导轨结构。
背景技术
目前，市场上很多系列的加工中心一般以倒T型结构。在加工中心上，主轴箱与机床立柱耦合，主轴箱能够沿立柱的轴心线方向运动，对于卧式加工中心完成Z向运动；对于立式加工中心则完成Y向运动。由于主轴箱是实现切削的最关键部件，所以主轴箱自身的刚性及主轴箱的耦合刚度是实现机床设计性能的关键点，而我们平时所见到的加工中心都是双导轨结构。
普通两导轨结构可实现立柱为主轴箱提供可靠的刚度和强度支撑，在工作情况下主轴箱工作挠度和位移保持在规定范围内。如图1、2所示，可以直观的发现，普通的两导轨结构在Z轴（对于卧式加工中心为Z轴，对于立式加工中心为Y轴）直线方向上对主轴箱2已经形成了完全定位。此时对于主轴箱2来说，以主导轨3所在的面为分界线，主轴箱2的前半部分和后半部分均可视为悬臂结构。主轴箱的整体刚性差，抗切削扭矩刚度不好，但对于扭距较小或不带镗轴或滑枕的机床来讲，是不会出现问题的；如果机床带镗轴或滑枕，那么镗轴或滑枕的定位精度较高，要求支撑件的刚度较高，主轴箱的刚度要求就显得极为重要。这种刚度分为单件本身的刚度及藕合刚度，所以提高主轴箱的藕合刚度对于机床精度是非常必要的。
发明内容
本发明提供一种大型加工中心的四导轨结构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种大型加工中心的四导轨结构，包括立柱，与所述的立柱相耦合的主轴箱，沿所述的立柱的轴心线方向设置有一对主导轨，一对所述的主导轨与所述的主轴箱相连接，所述的主轴箱能够通过所述的主导轨沿所述的立柱的轴心线方向移动，沿所述的立柱的轴心线方向还设置有一对辅助导轨，一对所述的辅助导轨与所述的主轴箱相连接，并且所述的主导轨和辅助导轨横截面所在的点能够形成一个封闭的区域。
优选地，一对所述的主导轨设置在所述的主轴箱的前部，一对所述的辅助导轨设置在所述的主轴箱的后部。
优选地，所述的主导轨和辅助导轨横截面所在的点形成一个方形区域。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明通过在现有技术的两导轨结构上，在主轴箱的后方又增加了两条与主导轨平行的辅助导轨，这种四导轨结构在对于卧式加工中心的Z轴、对于立式加工中心的Y轴直线方向上对主轴箱已经形成了过定位，这样，在主轴箱的中间部位形成了一个框架式结构，极大地提高了主轴箱的藕合刚度，主轴箱抗切削扭矩刚度也得到了极大的改善。
附图说明
附图1为现有技术两导轨结构的示意图；
附图2为附图1中A-A剖视图；
附图3为本发明的四导轨结构的示意图；
附图4为附图4中B-B剖视图；
附图5为两导轨结构干系类刚度示意图；
附图6为四导轨结构干系类刚度示意图。
其中：1、立柱；2、主轴箱；3、主导轨；4、辅助导轨；5、理想刚度状态线；6、实际刚度状态线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
如图3、4所示的一种大型加工中心的四导轨结构，包括立柱1，与立柱1相耦合的主轴箱2，沿立柱1的轴心线方向设置有一对主导轨3和一对辅助导轨4，一对主导轨3、辅助导轨4与主轴箱2相连接，其中，主导轨3设置在主轴箱2的前部，辅助导轨4设置在主轴箱2的后部，并且主导轨3和辅助导轨4横截面所在的点能够形成一个封闭的区域。
以下将主轴箱2及立柱1简化为干系类比较两者刚度：
参照图5所示：悬臂式的主轴箱2的实际刚度状态线5较理想刚度状态线6的吻合度较差；参照图6所示，四导轨结构的主轴箱2的实际刚度状态线5较理想刚度状态线6的吻合度相对图5中要好。
就是主导轨3和辅助导轨4横截面所在的点形成的封闭区域，使得主轴箱2的刚性提升量较大。对于镗铣加工中心来说，镗杆的运动行程主要在该封闭区域中，所以四导轨结构对于镗杆的运动精度是非常好的结构，保证了镗杆部件运动精度及运动平稳保持性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种大型加工中心的四导轨结构，包括立柱，与所述的立柱相耦合的主轴箱，沿所述的立柱的轴心线方向设置有一对主导轨，一对所述的主导轨与所述的主轴箱相连接，所述的主轴箱能够通过所述的主导轨沿所述的立柱的轴心线方向移动，其特征在于：沿所述的立柱的轴心线方向还设置有一对辅助导轨，一对所述的辅助导轨与所述的主轴箱相连接，并且所述的主导轨和辅助导轨横截面所在的点能够形成一个封闭的区域，所述的主导轨和辅助导轨横截面所在的点形成一个方形区域。
2.根据权利要求1所述的大型加工中心的四导轨结构，其特征在于：一对所述的主导轨设置在所述的主轴箱的前部，一对所述的辅助导轨设置在所述的主轴箱的后部。
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