CN103143729A

CN103143729A - 一种高性价比的重载型数控卧式车床

Info

Publication number: CN103143729A
Application number: CN2013101148919A
Authority: CN
Inventors: 吴俊勇; 刘兴卓; 赵金川; 李锐; 刘飞; 刘笑庚; 陈浩; 沈曙东; 何芳; 李雁; 宋平; 赵建明; 王官云; 杨纯飞; 张翔; 普立胜; 钱斌; 时圣璐; 曾开文; 普雪飞
Original assignee: YUNNAN CY GROUP CO Ltd
Current assignee: YUNNAN CY GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2013-06-12

Abstract

本发明是一种高性价比的重载型数控卧式车床。包括床脚、主电机、自动换档变速箱、床身、Z轴电机座及电机、Z轴丝杆、连接Z轴电机和丝杆的连轴器、主轴箱、床鞍、床鞍上的滑板、滑板上的刀架、床身后端的尾座、床鞍上的X轴电机座及电机、床鞍上的X轴、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器等；床鞍和床身配合的导轨为双矩形导轨结构；尾座的导轨为三角形—矩形结构，主导轨为三角形结构，副导轨为矩形结构；主轴箱采用重载套筒主轴结构，即主轴单元为一个独立的整体；床脚为整体床脚结构。本发明的车床，整机切削刚性好，精度稳定，主轴输出扭矩大，加工效率高，节能降耗。特别适合汽车、船舶、轴承、军工等机械行业零件的大批量加工。

Description

一种高性价比的重载型数控卧式车床

技术领域

本发明属于数控卧式车床技术领域，具体的说是一种高性价比的重载型数控卧式车床。

背景技术

现有卧式数控车床，其导轨的组合形式基本采用“三角形-矩形”、“双三角形”等导轨组合形式，这类导轨组合形式刚性差、承载力小、制造复杂、刮研或磨削工艺比较困难。

现有卧式数控车床的床脚，采用分体床脚或普车结构的整体床脚，其分体床脚结构刚性差、生产困难、防水性差，普车结构的整体床脚排屑困难、生产难度大。

现有独立主轴结构的数控卧式车床，其主轴箱部件多数是主轴通过轴承与主轴箱体装配在一起，其加工困难、互换性差、模块化程度低。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种可实现高刚性、高稳定性、重切削、提高加工效率、提高防水性、便于排屑、提高模块程度的高性价比的重载型数控卧式车床。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：导轨结构为双矩形组合结构、整体床脚、自动换档变速箱通过皮带与重载套筒主轴连接。

本发明的高性价比的重载型数控卧式车床，包括床脚、安装于床脚内的主电机、安装于床脚上的自动换档变速箱、安装于床脚上的床身、安装于床身前部的Z轴电机座、安装于Z轴电机座上的Z轴电机、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆、连接Z轴电机和丝杆的连轴器、安装于床身上的主轴箱、安装于床身上的床鞍、安装于床鞍上的滑板、安装于滑板上的刀架、安装于床身后端的尾座、安装于床鞍上的X轴电机座、安装于X轴电机座上的X轴电机、安装于床鞍上的X轴、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器，主轴电机上的皮带轮通过皮带与自动换档变速箱上的输入轴皮带轮连接，自动换档变速箱的输出轴皮带轮通过皮带与主轴箱上的皮带轮连接；其特征在于：床鞍和床身配合的导轨为双矩形导轨结构；尾座的导轨为三角形—矩形结构，主导轨为三角形结构，副导轨为矩形结构；主轴箱采用重载套筒主轴结构，即主轴单元为一个独立的整体；床脚为整体床脚结构。

所述的双矩形组合形式导轨结构，床身上的双矩形导轨副通过磨削和淬火之后，床鞍上的双矩形槽内贴塑并刮研后结与床身上的双矩形导轨副配合，床鞍前压板和床鞍后压板通过螺钉与床鞍连接；镶条安装于床鞍矩形槽与床身矩形导轨之间的间隙内，通过刮研镶条调整间隙尺，使得床鞍的X向具有均匀且极小的间隙，以满足床鞍在Z向滑动需要并保证长期平稳滑动。

尾座底板上对应的V形槽与床身配合装配，转动尾座手柄，通过锁紧螺杆拉紧压板，实现将尾座锁紧在床身导轨上任意位置。

所述重载套筒主轴结构为：由主轴前端盖、角接触球轴承、深沟球轴承、隔套、主轴螺母和圆柱滚子轴承顺序安装到主轴上，并且位于套筒孔内相应位置，套筒前端法兰结构通过螺钉连接到重载套筒主轴箱上，主轴前端盖通过螺钉连接至重载套筒主轴箱上，通过调整主轴螺母预紧，主轴皮带轮通过键连接至主轴上，主轴压盖通过螺钉联结至皮带轮上定位主轴皮带轮位置。套筒主轴与主轴箱体装配只需要通过设计的连接孔装配即可。

所述整体床脚结构为：排屑口结构将床脚连接为一个整体，床身连接螺孔、地脚安装孔、防护安装螺孔、滑门轨道安装螺孔、床脚起吊孔、整机起吊的吊环安装螺孔集于一体，除了必须的开孔外，其余结构封闭。

床鞍在床身上的运动通过“双矩形导轨副”结构实现，增强承载能力，加强机床切削刚性、增强稳定性、提高加工效率、降低加工成本；尾座在床身上的运动通过“三角形-矩形导轨副”结构实现，保证尾座、中心架的导向精度。主轴采用重载套筒主轴结构，模块化程度及可扩展性高，提高装配效率及维修速度。床脚采用整体床脚结构，优化了防护和铸件成本占比，增强了床脚的刚性和稳定性的同时，提高机床防水性能。

本发明的重载型数控卧式车床，整机切削刚性好，精度稳定，主轴输出扭矩大，加工效率高，精度高，电机选用功率小，节能降耗。特别适合汽车、船舶、轴承、军工等机械行业零件使用大切削量、高效率、大批量加工。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明的内容作进一步的阐述。

图1为本发明的双矩形组合形式导轨结构简图。

图2为本发明的三角形-矩形组合形式导轨结构简图。

图3为本发明的重载套筒主轴结构简图。

图4为本发明的重载型数控卧式车床结构示意图。

图5为本发明的重载型数控卧式车床传动系统示意图。

图6为本发明的重载型数控卧式车床整体床脚结构示意图。

图中，1a―床身，1b―床脚，1c―排屑口，1d―床身连接螺孔，1e―地脚安装孔，1f―防护安装螺孔，1g―滑门轨道安装螺孔，1i―床脚起吊孔，1h―吊环安装螺孔，2―重载套筒主轴箱，2a―主编码器支架，2b―主轴皮带轮，2c―主轴后端盖，2d―主轴前端盖，2e―主轴，2f―主轴套筒，2g―角接触球轴承，2h―圆柱滚子轴承，2i—角接触球轴承，2j—主轴压盖，2k―主轴螺母，2m―隔套，3―尾座，3a―尾座底板，3b―尾座压板，3c―锁紧螺钉，3d―转动手柄，4―刀架，5―床鞍，5a―滑板，5b―X轴丝杠，5c―X轴联轴器，5d―X轴电机座，5e―X轴电机，5f―镶条，5g—床鞍前压板，5h—床鞍后压板，6―溜板箱，7―Z轴电机座， 7a―Z轴电机，7b―联轴器， 7c―Z轴丝杠，15―主轴电机，15a―电机皮带轮，21―自动换档变速箱，21a－减速电机和减速器，21a-5－小齿轮，21-1―传动一轴， 21-1a―皮带轮， 21-1b―固定齿轮， 21-1c―固定内齿轮， 21-1d―固定外齿轮，21-2―传动二轴，21-2a―固定大齿轮，21-2b―固定齿轮，21-2c―固定齿轮，21-3―传动三轴，21-3a－连体齿轮，21-3b－大齿轮，21-3c―皮带轮，21-4―传动丝杆， 21-4a―拨叉， 21-4b－小齿轮， 21-6―导杆。

具体实施方式

如图所示，本发明的重载型数控卧式车床由床脚1b、安装于床脚内的主电机15、安装于床脚上的自动换档变速箱21、安装于自动变速箱上的输入轴皮带轮21-1a，安装于自动换档变速箱上的输出轴皮带轮21-3c、安装于自动换档变速箱上的减速电机和减速器21a、安装于床脚上的床身1a、安装于床身前部的Z轴电机座7、安装于Z轴电机座上的Z轴电机7a、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆7c、连接Z轴电机和丝杆的连轴器7b、安装于床身上的重载套筒主轴箱2、安装于重载套筒主轴箱上的皮带轮2b、安装于床身上的床鞍5、安装于床鞍上的溜板箱6、安装于床鞍上的滑板5a、安装于滑板上的刀架4、安装于床身后端的尾座3、安装于床鞍上的X轴电机座5d、安装于X轴电机座上的X轴电机5e、安装于床鞍上的X轴5b、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器5c等组成；主轴电机15上的皮带轮15a通过皮带与自动换档变速箱上的输入轴皮带轮连接，自动换档变速箱的输出轴皮带轮通过皮带与主轴箱上的皮带轮连接。

主电机15上的皮带轮15a通过电机皮带与自动换档变速箱上的输入轴皮带轮通过窄V型皮带传递扭矩，自动换档变速箱的输出轴皮带轮通过皮带与主轴箱上的主轴皮带轮通过成组窄V带传递扭矩；变速箱内的齿轮系变换传动比，最终得到三种不同的传动比，实现主轴输出高、中、低三档转速范围和扭矩范围。主轴箱采用重载套筒主轴结构，即主轴单元为一个独立的整体；主轴电机15用普通电机，也可使用变频电机，换档时减速电机和减速器驱动丝杆通过变频器使主电机小角度正反转动实现换档通过变频器实现主电机的摆动和实现主轴电机的变频。床鞍和床身配合的导轨为双矩形导轨结构；尾座3的导轨为三角形—矩形结构，主导轨为三角形结构，副导轨为矩形结构；床脚1b为整体床脚结构,优化了主机成本配比，提高整机切削刚性及稳定性，提高机床防水性能。其中：床鞍5和床身1a配合的导轨为双矩形导轨结构，同时作为Z轴向导向结构和承载结构，床身1a上的双矩形导轨副通过磨削和淬火之后，床鞍5上的双矩形槽内贴塑并刮研后结与床身1a上的双矩形导轨副配合，镶条5f安装于床鞍5矩形槽与床身1a矩形导轨之间的间隙内，通过刮研，可固定床鞍与床身之间的间隙,床鞍前压板5g和床鞍后压板5h通过螺钉与床鞍5连接；以满足床鞍在Z向滑动需要并保证长期平稳滑动。尾座3的导轨为三角形—矩形结构，主导轨为矩形结构，副导轨为三角形结构。尾座底板3a上对应的V形槽与床身配合装配，转动尾座手柄3d，通过锁紧螺杆拉紧压板3b，实现将尾座锁紧在床身导轨上任意位置。重载型套筒主轴结构由由主轴前端盖2d、角接触球轴承2i、深沟球轴承2g、隔套2m、主轴螺母2k和圆柱滚子轴承2h顺序安装到主轴上，并且位于套筒2f孔内相应位置，套筒2f前端法兰结构通过螺钉连接到重载套筒主轴箱2上，主轴前端盖2c通过螺钉连接至重载套筒主轴箱2上，主轴皮带轮2b通过键连接至主轴2e上，主轴压盖2j通过螺钉联结至皮带轮上定位主轴皮带轮位置。通过调整主轴螺母2k预紧，使得主轴套件正常运转，编码器支架2a通过螺钉连接至主轴后端盖2c上，通过磁性编码器检测主轴转速并反馈至电气系统，使得主轴转速精确。主轴皮带轮2b通过键连接至主轴2e上，主轴压盖2j通过螺钉联结至皮带轮上定位主轴皮带轮位置。另外，主轴套筒2f及内部结构可作为模块，根据不同使用要求，配置不同档次的套筒主轴套件。套筒主轴与主轴箱体2装配只需要通过设计的连接孔装配即可。整体床脚结构，通过有限元优化设计，合理布局床脚结构，排屑口1c结构将床脚连接为一个整体，提高机床的切削刚性和稳定性，降低生产和管理成本；将床身链接螺孔1d、地脚安装孔1e、防护安装螺孔1f、滑门轨道安装螺孔1g、床脚起吊孔1i、整机起吊的吊环安装螺孔1h集于一体，并且具有确定的尺寸，保证床脚与其他零件（包括防护零件）的装配有确定的加工基准和安装基准，极大的提高生产效率；除了必须的开孔外，其余结构封闭，在增加刚性，优化成本配比的同时，极大的提高了机床的防水性。

本发明的X轴进给用交流伺服驱动电机5e驱动，该伺服驱动电机通过联轴器直联把旋转运动传递给X轴5b，由X轴通过配装的螺母带动滑板5a移动，实现刀架4的横向进给。Y轴进给用Z轴交流伺服驱动电机7a驱动，该伺服驱动电机通过联轴器直联把旋转运动传递给Z轴7c，由Z轴7c通过配装的螺母带动床鞍5移动，实现刀架4的纵向进给。

Claims

1.一种高性价比的重载型数控卧式车床，包括床脚、安装于床脚内的主电机、安装于床脚上的自动换档变速箱、安装于床脚上的床身、安装于床身前部的Z轴电机座、安装于Z轴电机座上的Z轴电机、安装于Z轴电机座上的Z轴丝杆、连接Z轴电机和丝杆的连轴器、安装于床身上的主轴箱、安装于床身上的床鞍、安装于床鞍上的滑板、安装于滑板上的刀架、安装于床身后端的尾座、安装于床鞍上的X轴电机座、安装于X轴电机座上的X轴电机、安装于床鞍上的X轴、连接X轴电机和X轴丝杆的连轴器，主轴电机上的皮带轮通过皮带与自动换档变速箱上的输入轴皮带轮连接，自动换档变速箱的输出轴皮带轮通过皮带与主轴箱上的皮带轮连接；其特征在于：床鞍和床身配合的导轨为双矩形导轨结构；尾座的导轨为三角形—矩形结构，主导轨为三角形结构，副导轨为矩形结构；主轴箱采用重载套筒主轴结构，即主轴单元为一个独立的整体；床脚为整体床脚结构。

2.根据权利要求1所述的高性价比的重载型数控卧式车床，其特征在于所述的双矩形组合形式导轨结构，床身（1a）上的双矩形导轨副通过磨削和淬火之后，床鞍（5）上的双矩形槽内贴塑并刮研后结与床身（1a）上的双矩形导轨副配合，床鞍前压板（5g）和床鞍后压板（5h）通过螺钉与床鞍（5）连接；镶条（5f）安装于床鞍（5）矩形槽与床身（1a）矩形导轨之间的间隙内。

3.根据权利要求1所述的高性价比的重载型数控卧式车床，其特征在于所述重载套筒主轴结构为：由主轴前端盖（2d）、角接触球轴承（2i）、深沟球轴承（2g）、隔套（2m）、主轴螺母（2k）和圆柱滚子轴承（2h）顺序安装到主轴上，并且位于套筒（2f）孔内相应位置，套筒（2f）前端法兰结构通过螺钉连接到重载套筒主轴箱（2）上，主轴前端盖（2c）通过螺钉连接至重载套筒主轴箱（2）上，主轴皮带轮（2b）通过键连接至主轴（2e）上，主轴压盖（2j）通过螺钉联结至皮带轮上定位主轴皮带轮位置。

4.根据权利要求1所述的高性价比的重载型数控卧式车床，其特征在于所述整体床脚结构为：排屑口（1c）将床脚连接为一个整体，床身连接螺孔（1d）、地脚安装孔（1e）、防护安装螺孔（1f）、滑门轨道安装螺孔（1g）、床脚起吊孔（1i）、整机起吊的吊环安装螺孔（1h）集于一体，除了必须的开孔外，其余结构封闭。