CN108857457A - 一种斜劈型数控机床立柱结构 - Google Patents

一种斜劈型数控机床立柱结构 Download PDF

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陈立
朱继宏
穆芷兰
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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

本发明公开了一种斜劈型数控机床立柱结构，由柱体、前端件和底座组成，立柱整体呈倒L型结构，柱体前璧的前端件下部有三角形加强筋，柱体内璧面均设有框肋型加强筋；柱体前端面用来安装机床的主轴箱，柱体前端面的侧面用来装配机床的刀库，简化了加工安装过程。底座设置有直角梯形加强筋，多个直角梯形加强筋两两相对均布在底座两侧，底座上两侧的直角梯形加强筋之间分别设有螺栓孔，用于柱体与床身的固定安装。同时立柱的顶部带有斜劈面，使数控机床立柱设计能减轻结构重量，更符合传力路径的原则，在保证立柱整体刚度的同时降低了结构质量；通过在立柱内壁设置框肋型的加强筋能提升结构的整体刚度，提高结构的抗振动的性能。

Description

一种斜劈型数控机床立柱结构
技术领域
本发明涉及数控加工与制造技术领域，具体地说，涉及一种斜劈型数控机床立柱结构。
背景技术
作为数控钻铣床机械结构的重要部件之一，机床立柱是用来连接机床，支撑主轴箱使其沿竖直方向上下运动，同时用来连接刀库，支撑刀库部件这一重要功能，并在承受切削力、震动、温度变化等工作条件下进行工作，为满足数控机床加工精度的要求，机床立柱要求具有足够的静刚度，同时为避免震动引起的加工误差同时要求有良好的动刚度性能，以及在环境温度变化过程中有良好的抵抗热变形的能力。
现有数控机床立柱往往以加大结构重量来实现结构的稳定性，提高结构的静刚度，通过给结构内部填充阻尼材料来降低结构的振动，提高结构的动刚度；此种设计引入了大量的额外质量，很不合理。重量过大又影响到制造成本、运输成本、安装条件和实际加工的问题。柱身内部设置加强筋不合理，达不到增加立柱抗弯刚度和抗扭刚度的作用，也无法起到减震的作用。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种斜劈型数控机床立柱结构。该机床立柱结构静强度高，抗震性能与稳定性好，立柱整体质量降低，且能有效降低机床加工工件时的震动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括柱体、前端件和底座，其特征在于所述柱体为中空长方体结构，呈倒L形状，柱体前璧面的前端件下部设有三角形加强筋，顶部璧面为斜劈面，柱体两侧璧上设置有工艺孔，柱体内璧面均设有框肋型加强筋；所述柱体前端面用来装配机床的主轴箱，柱体前端面的侧面用来装配机床的刀库；
所述底座设置有直角梯形加强筋，多个直角梯形加强筋两两相对均布在底座两侧，底座上两侧的直角梯形加强筋之间分别设有螺栓孔，用于柱体与床身的固定安装。
所述柱体内部为框肋结构，其中周向的框用于承受扭转和剪切载荷，竖直的肋用于承受拉压载荷，以保持立柱的稳定性。
所述立柱的前端面设有若干螺栓孔与主轴头滑动装置连接。
有益效果
本发明提出的一种斜劈型数控机床立柱结构，采用倒L型悬臂梁结构，将主轴和刀库均安装在立柱上，简化了加工安装过程；同时立柱的结构顶部带有斜劈面，该数控机床立柱设计能减轻结构重量，更符合传力路径的原则，在保证立柱整体刚度的同时降低了结构质量；通过在立柱内壁设置框肋型的加强筋能够在不大量增加结构质量的情况下较大的提升结构的整体刚度，提高结构的抗振动的性能。
本发明斜劈型数控机床立柱结构，实现的数控机床立柱为箱体结构，合理设计立柱的结构构型，合理设计的界面形状及尺寸，使立柱在较小质量下获得较高的静刚度、动刚度和较高的固有频率。底座的壁厚可增加结构的稳定性，大大提高结构的动刚度性能，柱体内部的框肋型设计，其中周向的框主要承受扭转和剪切载荷，竖直的肋主要承受拉压载荷，保证了立柱的稳定性。
本发明斜劈型数控机床立柱结构，涉及数控加工技术领域，特别涉及数控机床中的核心部件立柱。立柱包含柱体、前端件和底座三部分；底座下端设置多个直角梯形加强筋，底座两侧底部设置多个螺栓孔与床身相连。本发明斜劈型数控机床立柱从结构形式的角度克服现有技术中机床立柱为了增强结构的动静刚度而增加结构重量，同时也避免影响到制造成本、运输成本、安装条件和实际加工的问题。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种斜劈型数控机床立柱结构作进一步的详细说明。
图1为发明斜劈型数控机床立柱结构轴测图。
图2为发明斜劈型数控机床立柱结构主视图。
图3为图2在A-A方向剖视图。
图4为发明斜劈型数控机床立柱结构俯视图。
图中
1.柱体 2.前端件 3.底座 4.工艺孔 5.框肋型加强筋 6.螺栓孔
7.三角形加强筋
具体实施方式
本实施例是一种斜劈型数控机床立柱。
参阅图1～图4，本实施例斜劈型数控机床立柱，由柱体1、前端件2和底座3组成；其中，柱体1为中空长方体结构，柱体1前璧面的前端件2下部设有三角形加强筋7，顶部璧面为斜劈面，柱体1两侧璧上设置有工艺孔4，柱体1内璧面均设有框肋型加强筋5；加强筋对称设置在前端件2下部，三角形加强筋加强了前端面的支撑刚度和韧性。为减轻立柱的质量，以使机床更好的运转，柱体1为中空长方体结构，柱体1内部为框肋结构，其中周向的框用于承受扭转和剪切载荷，竖直的肋用于承受拉压载荷，以保持立柱的稳定性。立柱的前端面设有若干螺栓孔与主轴头滑动装置相连。柱体1前端面用来装配机床的主轴箱，柱体1前端面的侧面用来装配机床的刀库。
本实施中，底座3设置有直角梯形加强筋，多个直角梯形加强筋两两相对均布在底座两侧，底座上两侧的直角梯形加强筋之间分别设有螺栓孔，用于柱体1与床身的固定安装。底座3内壁加厚，加厚的内壁增强结构的稳定性，侧面加强筋能够起到增加结构刚度的作用，加强筋均匀分布在底座的两侧，本实施中共设加强筋6个，每个加强筋为直角梯形。
为减轻立柱的质量，以使机床更好的运转，柱体1为中空长方体结构，柱体1内部为框肋结构，其中周向的框用于承受扭转和剪切载荷，竖直的肋用于承受拉压载荷，以保持立柱的稳定性。
立柱的前端面设有若干螺栓孔与主轴头滑动装置相连。
柱体1两侧璧设置工艺孔4，一方面是方便制造后的清砂，另一方面也可以满足过线的要求，工艺孔4均为圆形孔。柱体1由于采用了刀库和主轴共同安装的设计方式，刀库的偏心质量会给立柱带来巨大的剪切力，所以柱体1内部的所有面均采用框肋型加强筋5的设置，通过加强筋的设置保证了其静刚度的要求，同时减轻了结构质量。
本实施例中，采用倒L型悬臂梁的设计，将主轴和刀库均安装在立柱上，简化了安装过程；同时立柱顶部设计有斜劈面，该斜劈面设计能减轻结构重量，更符合传力路径的原则，在保证立柱整体刚度的同时降低其结构质量；通过在立柱内壁设置框肋型的加强筋，能够在不大量增加结构质量的情况下较大的提升结构的整体刚度，提高结构的抗振动的性能。

Claims (3)

1.一种斜劈型数控机床立柱结构，包括柱体、前端件和底座，其特征在于:所述柱体为中空长方体结构，呈倒L形状，柱体前璧面的前端件下部设有三角形加强筋，顶部璧面为斜劈面，柱体两侧璧上设置有工艺孔，柱体内璧面均设有框肋型加强筋；所述柱体前端面用来装配机床的主轴箱，柱体前端面的侧面用来装配机床的刀库；
所述底座设置有直角梯形加强筋，多个直角梯形加强筋两两相对均布在底座两侧，底座上两侧的直角梯形加强筋之间分别设有螺栓孔，用于柱体与床身的固定安装。
2.根据权利要求1所述的斜劈型数控机床立柱结构，其特征在于:所述柱体内部为框肋结构，其中周向的框用于承受扭转和剪切载荷，竖直的肋用于承受拉压载荷，以保持立柱的稳定性。
3.根据权利要求1所述的斜劈型数控机床立柱结构，其特征在于:所述立柱的前端面设有若干螺栓孔与主轴头滑动装置连接。
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