CN112475937A - 轻量化立轨式机床 - Google Patents

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    • B23Q1/72—Auxiliary arrangements; Interconnections between auxiliary tables and movable machine elements

Abstract

本发明公开了轻量化立轨式机床，涉及机床领域，包括地脚、鞍座、工作台、立柱和主轴箱体，地脚上设置Y轴方向驱动设备并驱动鞍座在Y轴方向水平移动，鞍座的顶部设置X轴方向驱动设备并驱动工作台在X轴方向水平移动，立柱安装在地脚一端，并且立柱侧壁上设置Z轴方向驱动设备并驱动主轴箱体在Z轴方向垂直移动，该机床，移动部件工作台采用了蜂窝状的加强筋结构设计，移动部件主轴箱体采用镂空设计能够有效减轻质量，移动部件采用轻量化设计的同时提高了强度，使得移动部件灵活性提升，同时地脚和立柱固定部件采用大量加强筋设计提高了固定部件的强度和稳定性，整个机床移动部件轻量化、固定部件加重化，保证机床工作时的稳定性。

Description

轻量化立轨式机床
技术领域
本发明涉及机床领域，具体涉及轻量化立轨式机床。
背景技术
机床一般分为金属切削机床、锻压机床和木工机床等。现代机械制造中加工机械零件的方法很多：除切削加工外，还有铸造、锻造、焊接、冲压、挤压等，但凡属精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，一般都需在机床上用切削的方法进行最终加工，机床在国民经济现代化的建设中起着重大作用。
但是现有的机床在使用的时候仍然存在一定的缺陷，现有的机床在使用的时候为保证移动部件的结构的强度，采用质量较大的实心结构，这就导致机床在工作的时候，移动部件移动缓慢、灵活性差，从而影响了加工效率和加工精度。因此我们有必要针对现有技术的不足而提供轻量化立轨式机床。
发明内容
为了克服现有技术中的不足，本发明提出的轻量化立轨式机床，其在保证强度的同时、提高了机床的加工效率和机床的稳定性。
为了实现上述目的，本发明提出的轻量化立轨式机床，包括地脚、鞍座、工作台、立柱和主轴箱体，地脚上设置Y轴方向驱动设备并驱动鞍座在Y轴方向水平移动，鞍座的顶部设置X轴方向驱动设备并驱动工作台在X轴方向水平移动，立柱安装在地脚一端，并且立柱侧壁上设置Z轴方向驱动设备并驱动主轴箱体在Z轴方向垂直移动，地脚包括底座、设置在底座顶部的平台和设置在底座底部的底板，底座呈“八”字形结构，底座与底板之间通过若干第一加强筋连接固定，且底板上贯穿设置若干通孔；
工作台包括台体，台体上端面沿长度方向开设若干槽孔，且槽孔的剖面呈T型结构，台体的下端面设置加强板，且加强板上设置呈蜂窝状的第一加强筋；
主轴箱体包括连接架、连接座和固定座，连接架水平设置在连接座的侧壁上，并且连接架与连接座一体成型，固定座垂直设于连接架的一端，并且固定座内垂直固定主轴，连接架包括上下平行设置的若干层连接板，连接板上贯穿设置若干镂空孔，若干连接板端部之间垂直设置固定座，并且两相邻连接板之间通过加强件固定。
优选的，Y轴方向驱动设备包括第一伺服电机、第一丝杆和第一滑轨，第一伺服电机通过电机支座固定在平台的一端，第一伺服电机输出轴通过联轴器连接第一丝杆，第一丝杆沿着平台长度方向设置，并且第一丝杆两侧的工作台上分别设置第一滑轨，其中第一丝杆上套设与其相适配的滑座，鞍座底部中间位置通过螺栓固定连接滑座，鞍座底部两侧位置分别设置第一滑块，且两第一滑块分别沿着第一滑轨滑动。
优选的，X轴方向驱动设备包括在鞍座上沿X轴方向设置的第二丝杆和第二滑轨，第二丝杆一端通过电机支座连接第二伺服电机，台体底部中间位置设置第一螺帽支座并且通过第一螺帽支座连接第二丝杆，台体底部还设置第二滑块并通过第二滑块连接第二滑轨。
优选的，Z轴方向驱动设备包括第三伺服电机、与第三伺服连接的第三丝杆，第三丝杆沿着立柱侧壁垂直向下设置，第三丝杆左右两侧的立柱上垂直设置第三滑轨，连接座的侧壁上设置与第三丝杆连接的第二螺帽支座，并且连接座的侧壁上还设置与第三滑轨滑动连接的第三滑块。
优选的，底座底部前后两侧壁上均匀设置若干卡座，卡座的中部垂直贯穿设置螺孔，卡座通过螺栓穿过螺孔固定在工位上，底座的端部两侧还对称设置支撑台，支撑台通过螺栓固定连接立柱的底部。
优选的，立柱包括柱体和设置在柱体底部的安装座，柱体中下部分呈“八”字形结构，柱体的后侧设置背板，且柱体与背板之间通过若干第三加强筋连接，柱体通过底部的安装座固定连接支撑台的顶部。
优选的，连接架与连接座之间连接用于提高强度的第四加强筋和第五加强筋，其中第四加强筋对称设置在连接架的上端面和下端面上，第四加强筋呈直角三角形结构，第四加强筋一直角边连接连接座侧壁、另一直角边沿连接架长度方向与连接架连接，第五加强筋设置在连接架的侧壁上，第五加强筋一侧边连接连接座侧壁、另一侧边连接连接架侧壁，连接架同一侧壁上的若干第五加强筋呈上下等距离平行设置。
本发明具有以下有益效果：
本发明提出的轻量化立轨式机床，其移动部件工作台采用了蜂窝状的加强筋结构设计，移动部件主轴箱体采用镂空设计能够有效减轻质量，移动部件采用轻量化设计的同时提高了强度，使得移动部件灵活性提升，同时地脚和立柱固定部件采用大量加强筋设计提高了固定部件的强度和稳定性，整个机床移动部件轻量化、固定部件加重化，保证机床工作时的稳定性、精确性和灵活性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
图1是本发明提出的轻量化立轨式机床整体结构示意图。
图2是图1中轻量化立轨式机床的地脚结构示意图。
图3是图2中地脚的底部结构示意图。
图4是图1中轻量化立轨式机床的鞍座结构示意图。
图5是图1中轻量化立轨式机床的工作台结构示意图。
图6是图5中工作台的底部结构示意图。
图7是图1中轻量化立轨式机床的立柱结构示意图。
图8是图7中立柱的背板结构示意图。
图9是图1中轻量化立轨式机床的主轴箱体结构示意图。
附图标记：1、地脚；1-1、底座；1-2、平台；1-3、固定座；1-4、第一伺服电机；1-5、第一丝杆；1-6、第一滑轨；1-7、底板；1-8、通孔；1-9、第一加强筋；1-10、滑座；2、鞍座；2-1、座体；2-2、第一滑块；2-3、第二滑轨；2-4、第二丝杆；2-5、第二伺服电机；3、工作台；3-1、台体；3-2、槽孔；3-3、加强板；3-4、第二滑块；3-5、第一螺帽支座；3-6、第二加强筋；4、立柱；4-1、柱体；4-2、安装座；4-3、第三滑轨；4-4、第三丝杆；4-5、第三伺服电机；4-6、背板；4-7、第三加强筋；5、主轴箱体；5-1、连接架；5-2、连接座；5-3、第三滑块；5-4、第二螺帽支座；5-5、第四加强筋；5-6、固定座；5-7、主轴；5-8、加强件；5-9、第五加强筋。
具体实施方式
下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
实施例
如图1所示，本发明的轻量化立轨式机床，包括地脚1、鞍座2、工作台3、立柱4和主轴箱体5，地脚1上设置Y轴方向驱动设备并驱动鞍座2在Y轴方向水平移动，鞍座2的顶部设置X轴方向驱动设备并驱动工作台3在X轴方向水平移动，立柱4安装在地脚1一端，并且立柱4侧壁上设置Z轴方向驱动设备并驱动主轴箱体5在Z轴方向垂直移动，地脚1支撑固定整个机床，工作台3上固定需要加工的工件，主轴箱体5上固定用于加工的主轴5-7，地脚1驱动鞍座2在Y轴方向上移动，鞍座2驱动工作台3在X轴方向上移动，实现工作台3上工件在平面上位置的调节，同时立柱4驱动主轴箱体5在Z轴方向上移动，使得主轴箱体5上主轴5-7能够上下调节加工位置。
如图2和图3所示，地脚1包括底座1-1、设置在底座1-1顶部的平台1-2和设置在底座1-1底部的底板1-7，底座1-1呈“八”字形结构，底座1-1与底板1-7之间通过若干第一加强筋1-9连接固定，且底板1-7上贯穿设置若干通孔1-8；八字形结构的底座1-1设计增加底座1-1底面积，使得底座1-1能够固定的更加稳定，同时底座1-1与地板之间设置的第一加强筋1-9使得底座1-1与地板连接的更加稳定牢固，增大整个地脚1的质量，使得机床固定部件更加稳定。
如图5和图6所示，工作台3包括台体3-1，台体3-1上端面沿长度方向开设若干槽孔3-2，且槽孔3-2的剖面呈T型结构，台体3-1的下端面设置加强板3-3，且加强板3-3上设置呈蜂窝状的第一加强筋1-9，采用了蜂窝状的第一加强筋1-9结构设计，有效提高工作台3的强度，同时蜂窝状的设计减轻了工作台3的质量，降低了驱动设备的负荷，使得工作台3更加灵活高效，提高了生产、加工效率。
如图9所示，主轴箱体5包括连接架5-1、连接座5-2和固定座5-6，连接架5-1水平设置在连接座5-2的侧壁上，并且连接架5-1与连接座5-2一体成型，固定座5-6垂直设于连接架5-1的一端，并且固定座5-6内垂直固定主轴5-7，连接架5-1包括上下平行设置的若干层连接板，连接板上贯穿设置若干镂空孔，若干连接板端部之间垂直设置固定座5-6，并且两相邻连接板之间通过加强件5-8固定；整个连接架5-1通过浇筑而成，主要采用上、中、下三层连接板结构设计，连接板之间通过加强件5-8进行加强固定，保证连接板之间的稳定性，同时连接板上贯穿设置镂空孔，能够有效减轻整个连接架5-1的质量，使得机床的移动部件在保证强度的同时减轻了质量，降低了驱动设备的负荷。
作为本发明的一种技术优化方案，如图2和图4所示，Y轴方向驱动设备包括第一伺服电机1-4、第一丝杆1-5和第一滑轨1-6，第一伺服电机1-4通过电机支座固定在平台1-2的一端，第一伺服电机1-4输出轴通过联轴器连接第一丝杆1-5，第一丝杆1-5沿着平台1-2长度方向设置，并且第一丝杆1-5两侧的工作台3上分别设置第一滑轨1-6，其中第一丝杆1-5上套设与其相适配的滑座1-10，鞍座2底部中间位置通过螺栓固定连接滑座1-10，鞍座2底部两侧位置分别设置第一滑块2-2，且两第一滑块2-2分别沿着第一滑轨1-6滑动。
通过采用上述技术方案，第一伺服电机1-4通过输出轴驱动第一丝杆1-5逆时针或顺时针转动，与第一丝杆1-5螺纹连接的滑座1-10驱动鞍座2在Y轴方向上水平移动，同时鞍座2在移动的过程中，鞍座2底部的第一滑块2-2沿着第一滑轨1-6滑动，保证鞍座2移动时的稳定性，Y轴驱动设备实现了鞍座2在Y轴方向上水平移动。
作为本发明的一种技术优化方案，如图4、图5和图6所示，X轴方向驱动设备包括在鞍座2上沿X轴方向设置的第二丝杆2-4和第二滑轨2-3，第二丝杆2-4一端通过电机支座连接第二伺服电机2-5，台体3-1底部中间位置设置第一螺帽支座3-5并且通过第一螺帽支座3-5连接第二丝杆2-4，台体3-1底部还设置第二滑块3-4并通过第二滑块3-4连接第二滑轨2-3。
通过采用上述技术优化方案，从而第二伺服电机2-5通过输出轴驱动第二丝杆2-4逆时针或顺时针转动，与第二丝杆2-4螺纹连接的第一螺帽支座3-5驱动工作台3在X轴方向上水平移动，同时工作台3在移动的过程中，工作台3底部的第二滑块3-4沿着第二滑轨2-3滑动，保证工作台3移动时的稳定性，X轴驱动设备实现了工作台3X轴方向上水平移动。
作为本发明的一种技术优化方案，如图7和图9所示，Z轴方向驱动设备包括第三伺服电机4-5、与第三伺服连接的第三丝杆4-4，第三丝杆4-4沿着立柱4侧壁垂直向下设置，第三丝杆4-4左右两侧的立柱4上垂直设置第三滑轨4-3，连接座5-2的侧壁上设置与第三丝杆4-4连接的第二螺帽支座5-4，并且连接座5-2的侧壁上还设置与第三滑轨4-3滑动连接的第三滑块5-3。
通过采用上述技术优化方案，第三伺服电机4-5通过输出轴驱动第三丝杆4-4逆时针或顺时针转动，与第三丝杆4-4螺纹连接的第二螺帽支座5-4驱动主轴箱体5在Z轴方向上水平移动，同时主轴箱体5在移动的过程中，主轴箱体5侧壁的第三滑块5-3沿着第三滑轨4-3滑动，保证主轴箱体5移动时的稳定性，Z轴驱动设备实现了主轴箱体5Z轴方向上水平移动
作为本发明的一种技术优化方案，如图2和图3所示，底座1-1底部前后两侧壁上均匀设置若干卡座1-3，卡座1-3的中部垂直贯穿设置螺孔，卡座1-3通过螺栓穿过螺孔固定在工位上，底座1-1的端部两侧还对称设置支撑台，支撑台通过螺栓固定连接立柱4的底部。
通过采用上述技术优化方案，从而可以利用卡座1-3将底座1-1固定的更加牢固稳定，确保整个机床在工作的时候能够固定的更加稳定牢固。
作为本发明的一种技术优化方案，如图7和图9所示，立柱4包括柱体4-1和设置在柱体4-1底部的安装座4-2，柱体4-1中下部分呈“八”字形结构，柱体4-1的后侧设置背板4-6，且柱体4-1与背板4-6之间通过若干第三加强筋4-7连接，柱体4-1通过底部的安装座4-2固定连接支撑台的顶部。
通过采用上述技术优化方案，八字形的结构设计保证了立柱4的稳定性，立柱4通过安装座4-2实现与底座1-1的连接，同时第三加强筋4-7与背板4-6的设置加强了立柱4的强度，使得机床的固定部件更加稳定可靠。
作为本发明的一种技术优化方案，如图9所示，连接架5-1与连接座5-2之间连接用于提高强度的第三加强筋5-5和第四加强筋5-9，其中第三加强筋5-5对称设置在连接架5-1的上端面和下端面上，第三加强筋5-5呈直角三角形结构，第三加强筋5-5一直角边连接连接座5-2侧壁、另一直角边沿连接架5-1长度方向与连接架5-1连接，第四加强筋5-9设置在连接架5-1的侧壁上，第四加强筋5-9一侧边连接连接座5-2侧壁、另一侧边连接连接架5-1侧壁，连接架5-1同一侧壁上的若干第四加强筋5-9呈上下等距离平行设置。
通过采用上述技术优化方案，从而可以利用第三加强筋5-5将连接架5-1的顶部底部与连接座5-2连接固定，提高连接架5-1顶部、底部与连接座5-2之间的稳定性，可以利用第四加强筋5-9增加连接架5-1侧壁与连接座5-2之间的连接强度，提高连接架5-1侧壁与连接座5-2之间的稳定性，使得整个主轴箱体5能够保持足够的强度。
上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。

Claims (7)

1.轻量化立轨式机床，包括地脚、鞍座、工作台、立柱和主轴箱体，所述地脚上设置Y轴方向驱动设备并驱动鞍座在Y轴方向水平移动，所述鞍座的顶部设置X轴方向驱动设备并驱动工作台在X轴方向水平移动，所述立柱安装在地脚一端，并且所述立柱侧壁上设置Z轴方向驱动设备并驱动主轴箱体在Z轴方向垂直移动，其特征在于：
所述地脚包括底座、设置在底座顶部的平台和设置在底座底部的底板，所述底座呈“八”字形结构，所述底座与底板之间通过若干第一加强筋连接固定，且所述底板上贯穿设置若干通孔；
所述工作台包括台体，所述台体上端面沿长度方向开设若干槽孔，且所述槽孔的剖面呈T型结构，所述台体的下端面设置加强板，且所述加强板上设置呈蜂窝状的第一加强筋；
所述主轴箱体包括连接架、连接座和固定座，所述连接架水平设置在连接座的侧壁上，并且所述连接架与连接座一体成型，所述固定座垂直设于连接架的一端，并且固定座内垂直固定主轴，所述连接架包括上下平行设置的若干层连接板，所述连接板上贯穿设置若干镂空孔，若干所述连接板端部之间垂直设置固定座，并且两相邻所述连接板之间通过加强件固定。
2.根据权利要求1所述的轻量化立轨式机床，其特征在于：所述Y轴方向驱动设备包括第一伺服电机、第一丝杆和第一滑轨，所述第一伺服电机通过电机支座固定在平台的一端，所述第一伺服电机输出轴通过联轴器连接第一丝杆，所述第一丝杆沿着平台长度方向设置，并且所述第一丝杆两侧的工作台上分别设置第一滑轨，其中所述第一丝杆上套设与其相适配的滑座，所述鞍座底部中间位置通过螺栓固定连接滑座，所述鞍座底部两侧位置分别设置第一滑块，且两所述第一滑块分别沿着第一滑轨滑动。
3.根据权利要求1所述的轻量化立轨式机床，其特征在于：所述X轴方向驱动设备包括在鞍座上沿X轴方向设置的第二丝杆和第二滑轨，所述第二丝杆一端通过电机支座连接第二伺服电机，所述台体底部中间位置设置第一螺帽支座并且通过第一螺帽支座连接第二丝杆，所述台体底部还设置第二滑块并通过第二滑块连接第二滑轨。
4.根据权利要求1所述的轻量化立轨式机床，其特征在于：所述Z轴方向驱动设备包括第三伺服电机、与第三伺服连接的第三丝杆，所述第三丝杆沿着立柱侧壁垂直向下设置，所述第三丝杆左右两侧的立柱上垂直设置第三滑轨，所述连接座的侧壁上设置与第三丝杆连接的第二螺帽支座，并且所述连接座的侧壁上还设置与第三滑轨滑动连接的第三滑块。
5.根据权利要求1所述的轻量化立轨式机床，其特征在于：所述底座底部前后两侧壁上均匀设置若干卡座，所述卡座的中部垂直贯穿设置螺孔，所述卡座通过螺栓穿过螺孔固定在工位上，所述底座的端部两侧还对称设置支撑台，所述支撑台通过螺栓固定连接立柱的底部。
6.根据权利要求5所述的轻量化立轨式机床，其特征在于：所述立柱包括柱体和设置在柱体底部的安装座，所述柱体中下部分呈“八”字形结构，所述柱体的后侧设置背板，且所述柱体与背板之间通过若干第三加强筋连接，所述柱体通过底部的安装座固定连接支撑台的顶部。
7.根据权利要求1所述的轻量化立轨式机床，其特征在于：所述连接架与连接座之间连接用于提高强度的第四加强筋和第五加强筋，其中所述第四加强筋对称设置在连接架的上端面和下端面上，所述第四加强筋呈直角三角形结构，所述第四加强筋一直角边连接连接座侧壁、另一直角边沿连接架长度方向与连接架连接，所述第五加强筋设置在连接架的侧壁上，所述第五加强筋一侧边连接连接座侧壁、另一侧边连接连接架侧壁，所述连接架同一侧壁上的若干第五加强筋呈上下等距离平行设置。
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