CN108581510A - 一种高刚性筋板结构的立柱 - Google Patents

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任东
潘卫国
朱嘉诚
徐新朋
薛鹏飞
缪申
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    • 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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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种高刚性筋板结构的立柱，本发明是一种高刚性结构的立柱，采用十字筋板和三角形结构相结合的设计，内部筋板镂空，在不影响整体结构刚性的基础上大大减少了立柱的整体重量，内部应力小，变形量小，简化了装配流程，大大提高了立柱的整体刚性，大大提高了机床的加工精度。本发明通过建模分析，相较与传统的内部中空，左右不对称的立柱，这种高刚性筋板结构的立柱在性能上取得较好的改善，相同受力条件下，新的高刚性结构筋板的立柱最大变形量减少了约32％；加装刀库的情况下，变形量减少了约37％。受力较老结构分布更均匀。

Description

一种高刚性筋板结构的立柱
技术领域
本发明涉及数控加工中心领域，具体为一种高刚性筋板结构的立柱，包括立柱底面，立柱内部设置十字结构筋板，立柱内部筋板构成三角形结构，将立柱前后面连接成一个整体，立柱左右两边采用对称式结构。
背景技术
立柱是加工中心的重要零件之一，主要作用在于连接主轴、滑鞍等零部件与床身，并承受加工时产生的切削力。主轴作X方向的移动主要依靠滑鞍等零部件整体在立柱矩形导轨上作X方向的移动，整台机床刚度的好坏在一定程度上取决于立柱的刚度。过去的立柱结构多为组合形式，柱体与横梁采用螺栓连接而成，并且结构整体多数采用单层筋板加筋条的形式，这种结构的缺陷在于当滑鞍及主轴等零部件在一侧时，立柱局部受力过大，结构承重不均匀，并且组合形式的立柱结构固定方式本身也不稳定。目前的立柱内部结构多数采用纵横交错的“井”字形筋板结构，虽然这种结构能够承受一定的弯曲载荷，抗弯刚度较好，但其扭转刚度较差。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种高刚性筋板结构的立柱。
技术方案：一种高刚性筋板结构的立柱，包括立柱本体，立柱本体为左右两边采用对称式结构，底部呈台阶设计，立柱内部设置有筋板，筋板为十字结构筋板，筋板内部镂空，所述的十字结构筋板构成三角形结构，将立柱前后面连接成一个整体。
有益效果：本发明是一种高刚性结构的立柱，采用十字筋板和三角形结构相结合的设计，内部筋板镂空，在不影响整体结构刚性的基础上大大减少了立柱的整体重量，内部应力小，变形量小，简化了装配流程，大大提高了立柱的整体刚性，大大提高了机床的加工精度。
本发明通过建模分析，相较与传统的内部中空，左右不对称的立柱，这种高刚性筋板结构的立柱在性能上取得较好的改善，相同受力条件下，新的高刚性结构筋板的立柱最大变形量减少了约32％；加装刀库的情况下，变形量减少了约37％。受力较老结构分布更均匀。
本发明中的十字型筋板结构同时提高了立柱在沿X、Y、Z三个方向上的结构强度，大大提高了立柱的刚性，提高立柱的抗弯和抗扭能力。
本发明中的内部筋板镂空在立柱结构强度允许的范围内减轻立柱的重量，减少节约资源，同时减轻了床身的载荷，间接地减少床身因立柱的重量产生的变形。提高机床的性能。
本发明中的内部筋板构成三角形结构，内部筋板将立柱的前后壁连接在一起，提升了立柱的整体刚性，三角形的一角靠近线轨的安装面，使得在实际工况下的抗弯能力更好。
本发明中的立柱底部的台阶设计在材料允许的范围内，减少安装部分的接触面大小，减少了立柱的加工量，同时也减小装配的难度。
本发明中的立柱左右对称结构使得立柱内部的受力情况更加均匀，提升了立柱的刚性。在加装刀库等功能部件的情况下，提升了立柱的抗扭能力。
附图说明
图1是本发明的内部筋板分布结构示意图；
图2是本发明的内部筋板构成三角形的结构示意图；
图3是本发明的底部台阶设计结构示意图；
图4是本发明的左右对称结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好的理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，一种高刚性筋板结构的立柱，包括立柱本体，立柱本体为左右两边采用对称式结构，底部呈台阶设计，立柱内部设置有筋板，筋板为十字结构筋板，筋板内部镂空2，所述的十字结构筋板构成三角形结构1，将立柱前后面连接成一个整体。
本发明中的十字型筋板结构同时提高了立柱在沿X、Y、Z三个方向上的结构强度，大大提高了立柱的刚性，提高立柱的抗弯和抗扭能力。
本发明中的内部筋板镂空2在立柱结构强度允许的范围内减轻立柱的重量，减少节约资源，同时减轻了床身的载荷，间接地减少床身因立柱的重量产生的变形。提高机床的性能。
本发明中的内部筋板构成三角形结构1，内部筋板将立柱的前后壁连接在一起，提升了立柱的整体刚性，三角形的一角靠近线轨的安装面，使得在实际工况下的抗弯能力更好。
本发明中的立柱底部的台阶3设计在材料允许的范围内，减少安装部分的接触面大小，减少了立柱的加工量，同时也减小装配的难度。
本发明中的立柱左右对称结构4使得立柱内部的受力情况更加均匀，提升了立柱的刚性。在加装刀库等功能部件的情况下，提升了立柱的抗扭能力。
本发明是一种高刚性结构的立柱，采用十字筋板和三角形结构相结合的设计，内部筋板镂空，在不影响整体结构刚性的基础上大大减少了立柱的整体重量，内部应力小，变形量小，简化了装配流程，大大提高了立柱的整体刚性，大大提高了机床的加工精度。
本发明通过建模分析，相较与传统的内部中空，左右不对称的立柱，这种高刚性筋板结构的立柱在性能上取得较好的改善，相同受力条件下，新的高刚性结构筋板的立柱最大变形量减少了约32％；加装刀库的情况下，变形量减少了约37％。受力较老结构分布更均匀。

Claims (1)

1.一种高刚性筋板结构的立柱，其特征在于：包括立柱本体，立柱本体为左右两边采用对称式结构，底部呈台阶设计，立柱内部设置有筋板，筋板为十字结构筋板，筋板内部镂空，所述的十字结构筋板构成三角形结构，将立柱前后面连接成一个整体。
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