CN108145450A - 数控机床床身 - Google Patents

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CN108145450A CN201711422564.4A CN201711422564A CN108145450A CN 108145450 A CN108145450 A CN 108145450A CN 201711422564 A CN201711422564 A CN 201711422564A CN 108145450 A CN108145450 A CN 108145450A
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高彤
张卫红
赵志光
陈立
邱利彬
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Northwestern Polytechnical University
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B23Q1/015—Frames, beds, pillars

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

本发明公开了一种数控机床床身，用于解决现有机床床身实用性差的技术问题。技术方案是包括立柱安装面、电机安装面、导轨安装面、导流槽、箱体安装面、折线形侧壁、回形筋板、梯形筋板、底座侧壁、V形支撑、三角形加强筋、矩形加强筋和薄板。回形筋板、梯形筋板和V形支撑的组合增大了机床床身的固有频率，直纹面的导流槽倾斜设置增大了排水效率，还能够为箱体安装面提供支撑。U形设计的底座侧壁和折线形侧壁均为中空形式，有效降低了结构重量，也能保证结构刚度。本发明利用了不同设计的优势，合理分布材料，增强了结构性能，实用性好。

Description

数控机床床身
技术领域
本发明涉及一种机床床身，特别是涉及一种数控机床床身。
背景技术
床身是机床最重要的部件，用于与各工作部件连接，其自身特性对机床整机的加工精度影响很大。通常，为提高机床整机的稳定性，机床床身结构会选用面积比较大的底座。在床身上方设有可纵向移动的工作台，以及安装了刀库和主轴的立柱。一般将工作台安装在床身的正上方，立柱设在床身的某一边界，呈悬臂结构。现有机床在床身方面大多数采用铸铁材料，底座的结构多采用框型布局，内部以网状筋板为主，用以提升床身的动态特性以及增强整机的刚度。筋板常见的布局形式有“十”字形、“米”字形、“W”形等，设计者参考有限元或者根据经验选择某一种加筋形式对床身底座进行加强。
文献1“申请公布号是CN104476208A的中国发明专利”公开了一种机床床身。该床身包括床身本体和内部空腔，空腔内设有若干第一斜支撑板和若干第二斜支撑板。这样的形式能够承受更大的力，而且由于支撑板都是斜板，与机床表面的活动方向不同，因此不容易压坏床身，稳定性很高。但是筋板数量过多，增大稳定性的同时也增大的机床的重量，而且也没有考虑机床的动态性能。
文献2“精密机床床身的动态特性分析与优化2007年兰州理工大学硕士学位论文第29页”公开了几种常见的数控机床结构形状，并分析出各种形式的优势。然而同样存在筋板过多，材料利用率低的情况。
很明显，立柱安装后，使机床床身的质量分布发生变化，整机的固有频率必然下降，机床抗震性能也随之削弱。而且这种床身厚重的底座和均布的筋板使材料的利用率很差，也不符合轻量化的设计趋势。因此床身的静态性能和动态性能都不够优良，以至于影响机床生产的加工精度。
发明内容
为了克服现有机床床身实用性差的不足，本发明提供一种数控机床床身。该机床床身包括立柱安装面、电机安装面、导轨安装面、导流槽、箱体安装面、折线形侧壁、回形筋板、梯形筋板、底座侧壁、V形支撑、三角形加强筋、矩形加强筋和薄板。回形筋板、梯形筋板和V形支撑的组合增大了机床床身的固有频率，直纹面的导流槽倾斜设置增大了排水效率，还能够为箱体安装面提供支撑。U形设计的底座侧壁和折线形侧壁均为中空形式，有效降低了结构重量，也能保证结构刚度。本发明利用了不同设计的优势，合理分布材料，增强了结构性能，实用性好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数控机床床身，其特点是包括立柱安装面1、电机安装面2、导轨安装面3、导流槽4、箱体安装面5、折线形侧壁6、回形筋板7、梯形筋板8、底座侧壁9、V形支撑10、三角形加强筋11、矩形加强筋12和薄板13。所述的立柱安装面1设置在机床床身右端，其上面有螺栓孔与立柱进行装配。所述的电机安装面2设置在机床床身上面，电机安装面2的两侧设置导轨安装面3，电机安装面2用于安装电动机，导轨安装面3用于安装工作台。所述的箱体安装面5设置在机床床身前后两侧，用于安装机床外壳。所述的导流槽4位于机床床身上方导轨安装面3的两侧，直纹面形式的导流槽4倾斜设置。所述的底座侧壁9有两个，采用U形空腔设计。所述的回形筋板7位于机床床身底部中央，其左边两条棱分别通过梯形筋板8与底座侧壁9固连，其右边两条棱分别通过梯形筋板8与折线形侧壁6固连。所述的折线形侧壁6位于机床床身底部右侧，两个折线形侧壁6通过薄板13连接，薄板13上设置两个三角形加强筋11；折线形侧壁6上设有V形支撑10，所述V形支撑10中间设有矩形筋板12；所述的V形支撑10采用倒V形设计。所述的折线形侧壁6是中空结构。
本发明的有益效果是：该机床床身包括立柱安装面、电机安装面、导轨安装面、导流槽、箱体安装面、折线形侧壁、回形筋板、梯形筋板、底座侧壁、V形支撑、三角形加强筋、矩形加强筋和薄板。回形筋板、梯形筋板和V形支撑的组合增大了机床床身的固有频率，直纹面的导流槽倾斜设置增大了排水效率，还能够为箱体安装面提供支撑。U形设计的底座侧壁和折线形侧壁均为中空形式，有效降低了结构重量，也能保证结构刚度。本发明利用了不同设计的优势，合理分布材料，增强了结构性能，实用性好。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
附图说明
图1是本发明数控机床床身的轴测图。
图2是本发明数控机床床身的仰视轴测图。
图3是本发明数控机床床身的正视图。
图中，1-立柱安装面，2-电机安装面，3-导轨安装面，4-导流槽，5-箱体安装面，6-折线形侧壁，7-回形筋板，8-梯形筋板，9-底座侧壁，10-V形支撑，11-三角形加强筋，12-矩形加强筋，13-薄板。
具体实施方式
以下实施例参照图1～3。
本发明数控机床床身包括立柱安装面1、电机安装面2、导轨安装面3、导流槽4、箱体安装面5、折线形侧壁6、回形筋板7、梯形筋板8、底座侧壁9、V形支撑10、三角形加强筋11、矩形加强筋12和薄板13。所述的立柱安装面1设置在机床床身右端，其上面有螺栓孔方便与立柱进行装配，开孔位置靠近四个角，这样开孔有利于增大立柱安装后接触处的连接刚度。所述的电机安装面2设置在机床床身上面，电机安装面2的两侧设置导轨安装面3，电机安装面2用于安装电动机，导轨安装面3用于安装工作台。所述的导轨安装面3下面采用中空设计，床身轻量化效果更加明显。所述的箱体安装面5设置在机床床身前后两侧，用于安装机床外壳。所述的导流槽4位于机床床身上方导轨安装面3的两侧，直纹面形式的导流槽4倾斜设置，排水效率高，有利于废屑随水流快速排出。所述的底座侧壁9有两个，采用U形空腔设计，能够大大减少加工制造用料，有效节省成本，降低床身重量。所述的回形筋板7位于机床床身底部中央，其左边两条棱分别通过梯形筋板8与底座侧壁9固连，其右边两条棱分别通过梯形筋板8与折线形侧壁6固连，能有效避免底座侧壁9的U形空腔设计刚度不足问题。而且由于筋板数量少，结构简单，机床床身的加工制造更加方便。所述的折线形侧壁6位于机床床身底部右侧，两个折线形侧壁6通过薄板13连接，薄板13上设置两个三角形加强筋11，这种组合形式可以防止结构屈曲；折线形侧壁6上设有V形支撑10，所述V形支撑10中间设有矩形筋板12，可以为结构提供更大的刚度；所述的V形支撑10采用倒V形设计，一方面增大了抗弯抗扭的性能，另一方面也增大了机床床身的固有频率，抗震性能优良。折线形侧壁6很宽且是中空结构，能够减重的同时增加结构稳定性，机床床身的刚度和固有频率进一步得到提升。

Claims (2)

1.一种数控机床床身，其特征在于：包括立柱安装面(1)、电机安装面(2)、导轨安装面(3)、导流槽(4)、箱体安装面(5)、折线形侧壁(6)、回形筋板(7)、梯形筋板(8)、底座侧壁(9)、V形支撑(10)、三角形加强筋(11)、矩形加强筋(12)和薄板(13)；所述的立柱安装面(1)设置在机床床身右端，其上面有螺栓孔与立柱进行装配；所述的电机安装面(2)设置在机床床身上面，电机安装面(2)的两侧设置导轨安装面(3)，电机安装面(2)用于安装电动机，导轨安装面(3)用于安装工作台；所述的箱体安装面(5)设置在机床床身前后两侧，用于安装机床外壳；所述的导流槽(4)位于机床床身上方导轨安装面(3)的两侧，直纹面形式的导流槽(4)倾斜设置；所述的底座侧壁(9)有两个，采用U形空腔设计；所述的回形筋板(7)位于机床床身底部中央，其左边两条棱分别通过梯形筋板(8)与底座侧壁(9)固连，其右边两条棱分别通过梯形筋板(8)与折线形侧壁(6)固连；所述的折线形侧壁(6)位于机床床身底部右侧，两个折线形侧壁(6)通过薄板(13)连接，薄板(13)上设置两个三角形加强筋(11)；折线形侧壁(6)上设有V形支撑(10)，所述V形支撑(10)中间设有矩形筋板(12)；所述的V形支撑(10)采用倒V形设计。
2.根据权利要求1所述的数控机床床身，其特征在于：所述折线形侧壁(6)是中空结构。
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US4444534A (en) * 1981-04-27 1984-04-24 Bergman Raymond A Vertical and horizontal machine tools
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CN201175833Y (zh) * 2008-03-31 2009-01-07 羊立民 一种夹层式结构的机床底座
CN105500022A (zh) * 2016-02-23 2016-04-20 集美大学 机床底座

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