CN110281029A - 龙门加工中心的z轴结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种龙门加工中心的Z轴结构，包括机头、Z轴导轨、托板、高压空气配重装置、机头固定板、Z轴电机、主轴电机和主轴，机头的左右两侧设有Z轴导轨，Z轴导轨上活动安装有Z轴滑块，机头的后侧设有托板，托板的两侧固定连接中空的连接部，连接部固定连接在Z轴滑块上，托板的两侧设置有高压空气配重装置，机头的前侧设有机头固定板，机头的顶部设有Z轴电机，机头内部的底部空间设有主轴电机，主轴电机的下端安装有主轴，Z轴滑块和连接部之间设有垫片。本发明的有益效果是：保证了机头运行的精度，而且有效地减低电机负载的功耗。

Description

龙门加工中心的Z轴结构
技术领域
本发明涉及龙门加工中心技术领域，尤其涉及一种龙门加工中心的Z轴结构。
背景技术
龙门加工中心是加工大型零件的大型设备。随着我国大型机床等装备制造业的快速发展,对大型龙门加工中心的技术性能要求也不断提高，但与外国成熟产品相比，目前国内产品的加工精度较低且不稳定。大型龙门加工中心由于体积大,重量重，所以设计过程中很难保证机床的高刚性、高精度和高速性能。
为解决大型龙门加工中心体积大、重量大的问题,现有技术通常是将机头用大扭矩伺服电机加上大比率的皮带轮组驱动；也有设置配重块，让机头与配重块的重量一致,机头与配重块再通过若干可传动的配重传动链条连接,再通过配重传动链条与导向滑轮连接；也有一些现有技术中的Z轴滑动装置采用硬轨滑动,但是硬轨的摩擦力大,造成Z轴马达的负载大,运动速度慢,而且硬轨的导轨面会磨损,摩擦时间长了,导轨会变形，精度会逐渐损失,这是最大的弊端。本发明主要针对第三种情况进行改良设计。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种龙门加工中心的Z轴结构，主要解决龙门加工中心的Z轴导轨在长时间摩擦后会损失精度的问题。
本发明提出一种龙门加工中心的Z轴结构，包括机头、Z轴导轨、托板、高压空气配重装置、机头固定板、Z轴电机、主轴电机和主轴，所述机头的左右两侧设有Z轴导轨，所述Z轴导轨上活动安装有Z轴滑块，机头的后侧设有托板，所述托板的两侧固定连接中空的连接部，所述连接部固定连接在Z轴滑块上，所述托板的两侧设置有高压空气配重装置，所述高压空气配重装置的顶部与机头的顶部固定连接，所述机头的前侧设有机头固定板，所述机头的顶部设有Z轴电机，所述机头内部的底部空间设有主轴电机，所述主轴电机的下端安装有主轴，所述Z轴滑块和连接部之间设有垫片，所述Z轴电机的正下方连接丝杠，所述丝杠设置在机头内部并贯穿到机头底面，所述机头固定板和连接部之间设有调整螺栓。
进一步改进在于：所述机头固定板设置成中空的梯形，所述机头固定板的两条斜边设有开口。
进一步改进在于：所述垫片为楔型。
进一步改进在于：所述垫片的一端插入到Z轴滑块与连接部之间的缝隙，垫片的插入端设有两个凹槽。
进一步改进在于：所述凹槽的开口具有斜度。
进一步改进在于：所述机头固定板的前侧设有安装孔，所述机头固定板通过在安装孔中插入调整螺栓与所述连接部固定连接，所述调整螺栓的螺帽端卡在机头固定板的表面，所述调整螺栓的螺栓末端抵在连接部的表面。
进一步改进在于：所述垫片为精密加工并研磨修配的金属零件。
进一步改进在于：所述高压空气配重装置使用6.5kgf/cm2的压缩空气。
本发明的有益效果为：
1.垫片设置为楔型，通过控制插入的深度以得到很精准的配合尺寸，其次通过调整螺栓微调机头固定板和连接部之间的间距，保证了机头运行的精度在0.003mm以内。
2.采用高压空气配重，安装在托板的两侧(主轴单元的重心位置附近)，利用其平衡重量，再有采用压缩空气的压力仅为6.5kgf/cm2，可更有效地减低电机负载的功耗，降低电力消耗热引起之热变不使用液压油，绿色环保。
3.托板加机头固定板的设计为全包围型，加强了机头的刚性。
附图说明
图1为本发明龙门加工中心的Z轴结构的爆炸图；
图2为本发明龙门加工中心的Z轴结构的立体图；
图3为本发明龙门加工中心的Z轴结构的横截图；
图4为图3沿A线范围内的局部放大图；
图5为本发明垫片的立体图。
其中：1-机头，2-Z轴导轨，3-托板，4-高压空气配重装置，5-机头固定板，6-Z轴电机，7-主轴电机，8-主轴，9-Z轴滑块，10-连接部,11-垫片,12-丝杠,13-调整螺栓，14-凹槽。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1、2、3所示,本实施例提出了一种龙门加工中心的Z轴结构，包括机头1、Z轴导轨2、托板3、高压空气配重装置4、机头固定板5、Z轴电机6、主轴电机7和主轴8，所述机头1的左右两侧设有Z轴导轨2，所述Z轴导轨2上活动安装有Z轴滑块9，机头1的后侧设有托板3，所述托板3的两侧固定连接中空的连接部10，所述连接部10的表面设有贯穿孔，所述贯穿孔的位置和Z轴滑块9的位置对应，目的在于预留位置给螺丝刀插入，所述连接部10固定连接在Z轴滑块9上，所述托板3的两侧设置有高压空气配重装置4，所述空气配重装置4插入并固定到连接部10的内部，所述高压空气配重装置4的顶部与机头1的顶部固定连接，所述机头1的前侧设有机头固定板5，所述机头1的顶部设有Z轴电机6，所述机头1内部的底部空间设有主轴电机7，所述主轴电机7的下端安装有主轴8，所述Z轴滑块9和连接部10之间设有垫片11，所述Z轴电机6的正下方连接丝杠12，所述丝杠12设置在机头1内部并贯穿到机头1底面，所述机头固定板5和连接部10之间设有调整螺栓13。
如图1、2所示，所述机头固定板5设置成中空的梯形，所述机头固定板5的两条斜边设有开口，方便螺丝刀进入调节调整螺栓13，托板3加机头固定板5的设计为全包围型，加强了机头的刚性。
如图3、4、5所示，所述垫片11为楔型，所述Z轴滑块9设置有三块，三块所述Z轴滑块9之间的距离相等，所述垫片11的一端插入到Z轴滑块9与连接部10之间的缝隙，垫片11的插入端，亦即垫片11其楔型的尖端设有两个凹槽14，凹槽14作为垫片11的固定孔，所述凹槽14的开口具有斜度，所述垫片11、Z轴滑块9和连接部10由两根螺栓固定在一起。
如图3、4所示，所述机头固定板5的前侧设有安装孔，所述机头固定板5通过在所述安装孔中插入调整螺栓13与所述连接部10固定连接，所述调整螺栓13的螺帽端卡在机头固定板5的表面，所述调整螺栓13的螺栓末端抵在连接部10的表面。
作为本发明的一种优选实施方案：所述垫片11为精密加工并研磨修配的金属零件，加大垫片11的精密度。
作为本发明的一种优选实施方案：所述高压空气配重装置4使用6.5kgf/cm2的压缩空气，有利于减少发热量，节省能量。
工作原理：丝杆12为控制机头1在Z向运动的精密部件，Z轴导轨2和Z轴滑块9则为支撑机头运动的辅助支撑件，当打开Z轴电机6后，丝杆12带动机头1在Z向运动，Z轴导轨2和Z轴滑块9之间添加楔型的垫片11，通过控制垫片11的插入深度来管控Z轴滑块9与连接部10的配合尺寸，确定垫片11的插入深度后在两个凹槽14上打上螺栓，将垫片11固定在Z轴滑块9上，通过调节调整螺栓13拧入的深度来管控机头固定板5和连接部10的配合尺寸，最终使到机头1运动时两边导轨2受力均衡，保证了机头运行的精度在0.003mm以内，提高整个龙门加工中心的加工精度。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种龙门加工中心的Z轴结构，包括机头(1)、Z轴导轨(2)、托板(3)、高压空气配重装置(4)、机头固定板(5)、Z轴电机(6)、主轴电机(7)和主轴(8)，所述机头(1)的左右两侧设有所述Z轴导轨(2)，所述Z轴导轨(2)上活动安装有所述Z轴滑块(9)，所述机头(1)的后侧设有所述托板(3)，所述托板(3)的两侧固定连接中空的所述连接部(10)，所述连接部(10)固定连接在所述Z轴滑块(9)上，所述托板(3)的两侧设置有所述高压空气配重装置(4)，所述高压空气配重装置(4)的顶部与所述机头(1)的顶部固定连接，所述机头(1)的前侧设有所述机头固定板(5)，所述机头(1)的顶部设有所述Z轴电机(6)，所述机头(1)内部的底部空间设有所述主轴电机(7)，所述主轴电机(7)的下端安装有所述主轴(8)，其特征在于：所述Z轴滑块(9)和所述连接部(10)之间设有垫片(11)，所述Z轴电机(6)的正下方连接丝杠(12)，所述丝杠(12)设置在所述机头(1)内部并贯穿到所述机头(1)底面，所述机头固定板(5)和所述连接部(10)之间设有调整螺栓(13)。
2.如权利要求1所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述机头固定板(5)设置成中空的梯形，所述机头固定板(5)的两条斜边设有开口。
3.如权利要求1所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述垫片(11)为楔型。
4.如权利要求1所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述垫片(11)的一端插入到Z轴滑块(9)与连接部(10)之间的缝隙，垫片(11)的插入端设有两个凹槽(14)。
5.如权利要求4所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述凹槽(14)的开口具有斜度。
6.如权利要求1所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述机头固定板(5)的前侧设有安装孔，所述机头固定板(5)通过在安装孔中插入调整螺栓(13)与所述连接部(10)固定连接，所述调整螺栓(13)的螺帽端卡在机头固定板(5)的表面，所述调整螺栓(13)的螺栓末端抵在连接部(10)的表面。
7.如权利要求1所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述垫片(11)为精密加工并研磨修配的金属零件。
8.如权利要求1所述的龙门加工中心的Z轴结构，其特征在于：所述高压空气配重装置(4)使用6.5kgf/cm2的压缩空气。
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