CN112571085A - 一种高速五轴加工中心的龙门框架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体是一种高速五轴加工中心的龙门框架，包括立柱，立柱的顶部侧壁对称开设有滑孔，滑孔的内部均滑动连接有滑块，其中一侧滑块的内部螺纹连接有螺杆，另一侧滑块的内部滑动连接有滑杆，滑块的侧壁之间固定连接有横梁，横梁的外壁套接有移动装置。本发明通过螺杆转动迫使滑块沿螺杆方向前后移动，进而带动横梁和移动装置及主轴箱前后移动，实现主轴箱的Y轴方向联动，滑轮沿横梁滚动迫使移动装置及主轴箱发生左右移动，实现主轴箱的X轴方向联动，两个升降齿轮啮合齿槽转动迫使主轴箱上下移动，实现主轴箱的Z轴方向联动，加工头自身具有A轴和C轴方向的联动，最终实现五轴联动。

Description

一种高速五轴加工中心的龙门框架

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体是一种高速五轴加工中心的龙门框架。

背景技术

龙门加工中心是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，整体结构是门式框架，由双立柱和顶梁构成，中间还有横梁。尤其适用于加工大型工件和形状复杂的工件。龙门式机床是现有机械加工机床的一种重要的结构形式，在数控设备中也占有一定的比例，现有的龙门式数控设备大部分采用龙门框架固定，而工作台沿机床床身运动，此种结构刚性好。

中国专利号CN201520168466.2提供一种龙门框架，包括横梁和立柱，横梁为双层结构，所述双层结构之间设有若干个加强板，横梁的一端设有Y轴电机安装支架，另一端设有Y轴丝杠固定座安装板。

上述专利号CN201520168466.2中，龙门框架是一种专门用龙门式数控加工中心的核心部件，可在电机等动力的驱动下沿床身运动，在加工较长工件时具有明显的优势，还可根据需要安装推拉式多工位活动刀库及固定式刀位，但是该龙门框架结构仍然为固定式的龙门架，需要与可旋转的工作台配合对工件进行多轴加工，该种机床由于工件随着工作台移动，因此加工精度差、工作效率低、不能满座大型工件加工的需要，无法满足五轴加工的使用。因此亟需研发一种高速五轴加工中心的龙门框架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速五轴加工中心的龙门框架，以解决上述背景技术中提出的工件随着工作台移动，加工精度差、工作效率低、不能满座大型工件加工，无法满足五轴加工的使用的问题。

本发明的技术方案是：一种高速五轴加工中心的龙门框架，包括立柱，所述立柱的顶部侧壁对称开设有滑孔，所述滑孔的内部均滑动连接有滑块，其中一侧所述滑块的内部螺纹连接有螺杆，另一侧所述滑块的内部滑动连接有滑杆，所述滑块的侧壁之间固定连接有横梁，所述横梁的外壁套接有移动装置，所述移动装置的内侧外壁对称固定连接有固定座，所述固定座的内壁之间转动连接有滑轮，且滑轮的外壁与横梁的侧壁相贴合，其中一侧所述滑轮的轴心处传动连接有转杆一，所述转杆一的外壁套接有从动轮一，所述移动装置的内部固定安装有电机一，所述电机一的输出端传动连接有驱动杆，所述移动装置内壁之间转动连接有辅助杆，所述驱动杆与辅助杆的外壁均套接有主动轮一，所述主动轮一与其靠近的一侧从动轮一之间与传动连接有皮带一，所述移动装置的内壁之间转动连接有转杆二，所述转杆二的外壁套接有两个升降齿轮，所述移动装置的正面外壁固定连接有安装架，所述安装架的侧壁之间设置有主轴箱，所述主轴箱的背面外壁开设有齿槽，且齿槽与两个升降齿轮相啮合，所述主轴箱的底端转动连接有加工头。

进一步地，所述驱动杆的外壁套接有主动齿轮一，所述辅助杆的外壁套接有从动齿轮一，且从动齿轮一与主动齿轮一相啮合。

进一步地，所述转杆二的外壁套接有从动轮二，所述螺杆的一端外壁套接有从动齿轮二。

进一步地，所述移动装置的底部内壁固定安装有电机二，所述电机二的输出端传动连接有主动轮二，所述主动轮二与从动轮二之间传动连接有皮带二。

进一步地，所述立柱的顶部外壁固定安装有电机三，所述电机三的输出端传动连接有主动齿轮二，且主动齿轮二与从动齿轮二相啮合。

进一步地，所述主轴箱的侧壁开设有卡槽，所述安装架的侧壁设置有与卡槽相适配的卡条。

进一步地，所述立柱的底部固定连接有底板，所述底板的侧壁之间固定连接有下连接板，所述立柱的顶部侧壁之间固定连接有上连接板。

进一步地，所述底板的顶部外壁固定安装有液压缸，所述液压缸的顶端固定连接有工作台，且工作台套接在立柱的外壁。

进一步地，所述工作台的顶部外壁设置有放置台，所述放置台的顶部外壁放置有工件。

进一步地，所述主动齿轮一与从动齿轮一的型号相同，所述驱动杆与辅助杆的轴心线到靠近各自一侧转杆一的轴心线距离相同。

本发明通过改进在此提供一种高速五轴加工中心的龙门框架，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

（1）通过设置的电机三、螺杆和滑块，电机三通过驱动主动齿轮二和从动齿轮二，使得螺杆转动，进而迫使滑块沿螺杆方向前后移动，滑块带动横梁和移动装置及主轴箱前后移动，实现主轴箱的Y轴方向联动。

（2）通过设置的驱动杆、辅助杆和滑轮，驱动杆与辅助杆的轴心线到靠近各自一侧转杆一的轴心线距离相同，轴心距相同确保两侧转杆一在转动时转速一致，上下滑轮的滚动速度和方向相同，滑轮沿横梁滚动迫使移动装置及主轴箱发生左右移动，实现主轴箱的X轴方向联动。

（3）通过设置的电机二、两个升降齿轮和齿槽，电机二通过驱动主动轮二和从动轮二，使得转杆二转动，进而带动两个升降齿轮啮合齿槽转动迫使主轴箱上下移动，实现主轴箱的Z轴方向联动，两个升降齿轮的设置有效的保证了升降的效率。

（4）通过设置的卡槽和卡条，卡槽通过卡接卡条限制主轴箱的平面位移，使得主轴箱只能沿安装架上下移动，避免主轴箱在平面方向上位置发生偏移和晃动，影响构件的加工精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的顶面结构示意图；

图3是本发明的正面结构示意图；

图4是本发明的侧面结构示意图；

图5是本发明的移动装置侧面结构示意图；

图6是本发明的移动装置正面结构示意图；

图7是本发明的A放大结构示意图。

附图标记说明：

1立柱、2滑孔、3滑块、4螺杆、5滑杆、6横梁、7移动装置、8固定座、9滑轮、10转杆一、11从动轮一、12电机一、13驱动杆、14辅助杆、15主动轮一、16皮带一、17主动齿轮一、18从动齿轮一、19转杆二、20升降齿轮、21从动轮二、22电机二、23主动轮二、24皮带二、25安装架、26主轴箱、27齿槽、28卡条、29卡槽、30加工头、31工作台、32液压缸、33放置台、34工件、35底板、36下连接板、37电机三、38主动齿轮二、39从动齿轮二、40上连接板。

具体实施方式

下面将结合附图1至图7对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明通过改进在此提供一种高速五轴加工中心的龙门框架，如图1-图7所示，包括立柱1，立柱1的顶部侧壁对称开设有滑孔2，滑孔2的内部均滑动连接有滑块3，滑块3沿滑孔2发生滑动，其中一侧滑块3的内部螺纹连接有螺杆4，螺杆4转动迫使滑块3前后移动，另一侧滑块3的内部滑动连接有滑杆5，滑杆5用于固定另一侧滑块3的位置，滑块3的侧壁之间固定连接有横梁6，横梁6的外壁套接有移动装置7，移动装置7沿横梁6左右移动，移动装置7的内侧外壁对称固定连接有固定座8，固定座8用于固定滑轮9，固定座8的内壁之间转动连接有滑轮9，且滑轮9的外壁与横梁6的侧壁相贴合，滑轮9沿横梁6滚动迫使移动装置7发生移动，其中一侧滑轮9的轴心处传动连接有转杆一10，转杆一10转动带动滑轮9转动，转杆一10的外壁套接有从动轮一11，从动轮一11转动带动转杆一10转动，移动装置7的内部固定安装有电机一12，电机一12为驱动杆13提供动力，电机一12的输出端传动连接有驱动杆13，驱动杆13转动带动其外壁套接的一个主动轮一15和主动齿轮一17转动，移动装置7内壁之间转动连接有辅助杆14，辅助杆14转动带动其外壁套接的另一个主动轮一15转动，驱动杆13与辅助杆14的外壁均套接有主动轮一15，主动轮一15与其靠近的一侧从动轮一11之间与传动连接有皮带一16，主动轮一15通过皮带一16转动带动从动轮一11转动，移动装置7的内壁之间转动连接有转杆二19，转杆二19转动带动两个升降齿轮20转动，转杆二19的外壁套接有两个升降齿轮20，两个升降齿轮20转动啮合齿槽27迫使主轴箱26上下移动，移动装置7的正面外壁固定连接有安装架25，安装架25用于固定连接主轴箱26，安装架25的侧壁之间设置有主轴箱26，主轴箱26的背面外壁开设有齿槽27，且齿槽27与两个升降齿轮20相啮合，主轴箱26的底端转动连接有加工头30，加工头30对工件34进行加工。

进一步地，驱动杆13的外壁套接有主动齿轮一17，主动齿轮一17转动带动从动齿轮一18转动，辅助杆14的外壁套接有从动齿轮一18，从动齿轮一18转动带动辅助杆14转动，且从动齿轮一18与主动齿轮一17相啮合。

进一步地，转杆二19的外壁套接有从动轮二21，从动轮二21转动带动转杆二19，螺杆4的一端外壁套接有从动齿轮二39，从动齿轮二39转动带动螺杆4转动。

进一步地，移动装置7的底部内壁固定安装有电机二22，电机二22驱动主动轮二23转动，电机二22的输出端传动连接有主动轮二23，主动轮二23与从动轮二21之间传动连接有皮带二24，主动轮二23通过皮带24带动从动轮二21转动。

进一步地，立柱1的顶部外壁固定安装有电机三37，电机三37驱动主动齿轮二38转动，电机三37的输出端传动连接有主动齿轮二38，且主动齿轮二38与从动齿轮二39相啮合，主动齿轮二38转动带动从动齿轮二39转动。

进一步地，主轴箱26的侧壁开设有卡槽29，安装架25的侧壁设置有与卡槽29相适配的卡条28，卡槽29通过卡接卡条29限制主轴箱26的平面位移，使得主轴箱26只能沿安装架25上下移动，避免主轴箱26在平面方向上位置发生偏移和晃动，影响构件34的加工精度。

进一步地，立柱1的底部固定连接有底板35，底板35增加框架的稳定性，底板35的侧壁之间固定连接有下连接板36，立柱1的顶部侧壁之间固定连接有上连接板40，下连接板36和上连接板40将两侧立柱1固定连接成一个稳定的整体，有利于结构刚性的提升。

进一步地，底板35的顶部外壁固定安装有液压缸32，液压缸32推动工作台31上下移动，液压缸32的顶端固定连接有工作台31，且工作台31套接在立柱1的外壁。

进一步地，工作台31的顶部外壁设置有放置台33，放置台33用于放置和固定工件34，放置台33的顶部外壁放置有工件34。

进一步地，主动齿轮一17与从动齿轮一18的型号相同，齿轮型号相同确保主动齿轮一17与从动齿轮一18在转动时转速一致，驱动杆13与辅助杆14的轴心线到靠近各自一侧转杆一10的轴心线距离相同，轴心距相同确保两侧转杆一10在转动时转速一致，上下滑轮9的滚动速度和方向相同。

工作原理：使用时，使用者将工件34固定放置在放置台33上，液压缸32推动工作台31向上移动到适当位置，电机三37通过驱动主动齿轮二38和从动齿轮二39转动，使得螺杆4转动，螺杆4转动迫使滑块3可以前后移动，滑块3带动横梁6和移动装置7前后移动，实现主轴箱26的Y轴方向联动，电机一12通过驱动杆13带动其外壁套接的一个主动轮一15和主动齿轮一17转动，主动齿轮一17再带动从动齿轮一18，从动齿轮一18带动辅助杆14和其外壁套接的另一个主动轮一15转动，主动轮一15通过皮带一16带动从动轮一11转动，从动轮一11带动转杆一10和滑轮9转动，滑轮9沿横梁6滚动迫使移动装置7发生左右移动，实现主轴箱26的X轴方向联动，电机二22驱动主动轮二23转动，主动轮二23通过皮带24带动从动轮二21和转杆二19转动，转杆二19带动两个升降齿轮20啮合齿槽27转动迫使主轴箱26上下移动，实现主轴箱26的Z轴方向联动，加工头30对工件34进行加工，加工头30自身具有A轴和C轴方向的联动，最终实现五轴联动。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：包括立柱（1），所述立柱（1）的顶部侧壁对称开设有滑孔（2），所述滑孔（2）的内部均滑动连接有滑块（3），其中一侧所述滑块（3）的内部螺纹连接有螺杆（4），另一侧所述滑块（3）的内部滑动连接有滑杆（5），所述滑块（3）的侧壁之间固定连接有横梁（6），所述横梁（6）的外壁套接有移动装置（7），所述移动装置（7）的内侧外壁对称固定连接有固定座（8），所述固定座（8）的内壁之间转动连接有滑轮（9），且滑轮（9）的外壁与横梁（6）的侧壁相贴合，其中一侧所述滑轮（9）的轴心处传动连接有转杆一（10），所述转杆一（10）的外壁套接有从动轮一（11），所述移动装置（7）的内部固定安装有电机一（12），所述电机一（12）的输出端传动连接有驱动杆（13），所述移动装置（7）内壁之间转动连接有辅助杆（14），所述驱动杆（13）与辅助杆（14）的外壁均套接有主动轮一（15），所述主动轮一（15）与其靠近的一侧从动轮一（11）之间与传动连接有皮带一（16），所述移动装置（7）的内壁之间转动连接有转杆二（19），所述转杆二（19）的外壁套接有两个升降齿轮（20），所述移动装置（7）的正面外壁固定连接有安装架（25），所述安装架（25）的侧壁之间设置有主轴箱（26），所述主轴箱（26）的背面外壁开设有齿槽（27），且齿槽（27）与两个升降齿轮（20）相啮合，所述主轴箱（26）的底端转动连接有加工头（30）。

2.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述驱动杆（13）的外壁套接有主动齿轮一（17），所述辅助杆（14）的外壁套接有从动齿轮一（18），且从动齿轮一（18）与主动齿轮一（17）相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述转杆二（19）的外壁套接有从动轮二（21），所述螺杆（4）的一端外壁套接有从动齿轮二（39）。

4.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述移动装置（7）的底部内壁固定安装有电机二（22），所述电机二（22）的输出端传动连接有主动轮二（23），所述主动轮二（23）与从动轮二（21）之间传动连接有皮带二（24）。

5.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述立柱（1）的顶部外壁固定安装有电机三（37），所述电机三（37）的输出端传动连接有主动齿轮二（38），且主动齿轮二（38）与从动齿轮二（39）相啮合。

6.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述主轴箱（26）的侧壁开设有卡槽（29），所述安装架（25）的侧壁设置有与卡槽（29）相适配的卡条（28）。

7.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述立柱（1）的底部固定连接有底板（35），所述底板（35）的侧壁之间固定连接有下连接板（36），所述立柱（1）的顶部侧壁之间固定连接有上连接板（40）。

8.根据权利要求7所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述底板（35）的顶部外壁固定安装有液压缸（32），所述液压缸（32）的顶端固定连接有工作台（31），且工作台（31）套接在立柱（1）的外壁。

9.根据权利要求8所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述工作台（31）的顶部外壁设置有放置台（33），所述放置台（33）的顶部外壁放置有工件（34）。

10.根据权利要求1所述的一种高速五轴加工中心的龙门框架，其特征在于：所述主动齿轮一（17）与从动齿轮一（18）的型号相同，所述驱动杆（13）与辅助杆（14）的轴心线到靠近各自一侧转杆一（10）的轴心线距离相同。

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