CN112809404A - 一种长行程嵌套式滑枕及其龙门机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种长行程嵌套式滑枕及其龙门机床，其中，长行程嵌套式滑枕，包括滑板、外滑枕、内滑枕、第一驱动件和第二驱动件。滑板为内部贯通的第一矩形通槽，第一矩形通槽为外滑枕提供滑道。外滑枕的内腔为第二矩形通槽，第二矩形通槽为内滑枕提供滑道。在第一驱动件的驱动下，外滑枕在滑板的第一矩形通槽内进行上下滑动。在第二驱动件的驱动下，内滑枕在第二矩形通槽内上下滑动。采用双层嵌套式滑枕结构，加大滑枕行程，使滑枕行程可达5米以上，可满足加工高度要求高的零件。大大提高了机床的加工高度，对于超高零件的加工精度，有着重大意。

Description

一种长行程嵌套式滑枕及其龙门机床

技术领域

本发明涉及机械设备制造技术领域，尤其涉及一种长行程嵌套式滑枕及其龙门机床。

背景技术

滑枕是龙门式机床的核心部件，机床的刀具要安装在滑枕上进行加工。由此可见，滑枕的行程，直接关系到机床所加工零件的高度，进而决定了机床的加工能力与加工效率。

目前，越来越多的超高零件，需要进行加工，因此，现有的龙门式机床增加加工高度的方式有两种，一种是把滑枕做的很长，直接用滑枕的伸出方式来进行加工。第二种是横梁可以在立柱上上下移动，滑枕在横梁上上下移动，通过横梁的上下移动，增加零件的加工高度。

对于第一种方式，需要滑枕伸出过长，进而要求滑枕制作的过高以满足伸出的长度。而在加工零部件的下方时滑枕伸出过长，会降低滑枕的刚性，使刀具处产生震颤，影响加工精度，同时，把滑枕制作的过高，会使机床整体高度变得过高，对厂房的高度要求会很高。

对于第二种方式，采用横梁上下移动以及滑枕上下移动配合的方式来对加工高度要求高的零件进行加工，零件在高度方向上，不能做到一次加工，而要产生接刀，同时，由于横梁上下移动对零件的干涉，此类机床只能加工部分形状的零件。

为此，我们亟需一种能够对超高零件进行加工的长行程嵌套式滑枕及其龙门机床。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种长行程嵌套式滑枕，其解决了零件高度过高而难以加工的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种长行程嵌套式滑枕，包括滑板、外滑枕、内滑枕、第一驱动件和第二驱动件；

滑板内部为贯通的第一矩形通槽，第一矩形通槽为外滑枕提供滑道，在第一驱动件的驱动下，外滑枕于第一矩形通槽内上下滑动；

外滑枕由第一面板、第二面板、第三面板和第四面板围设形成上下贯通的第一框架，第一框架的内腔为第二矩形通槽，第二矩形通槽为内滑枕提供滑道，在第二驱动件的驱动下，内滑枕于第二矩形通槽内上下滑动。

可选地，第一面板与第二面板为一体式结构，且两者形成“L”型第一拼装件，第三面板与第四面板为一体式结构，且两者形成“L”型第二拼装件，第一拼装件和第二拼装件通过螺栓螺接以形成外滑枕。

可选地，第一面板和第三面板的两侧均设置有第一导轨，相应地在第一面板和第三面板的壁设置有第一滑块，第一滑块与第一导轨相配合滑动。

可选地，第一驱动件包括第一电机、第一减速机以及丝杠；

第一电机固定安装在第二面板上，第一电机的输出端驱动第一减速机，第一减速机的驱动端穿过第二面板驱动丝杠上的螺母，丝杠上的螺母沿丝杠的螺杆进行相对的上下滑动，其中丝杠上的螺母固定在滑板上，丝杠上的螺杆以及第一电机相对于丝杠上的螺母运动，并带动第二面板滑动，以使外滑枕在第一矩形通槽内上下滑动。

可选地，内滑枕包括第一侧板、第二侧板、第三侧板、第四侧板、顶板以及底板；

其中，第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板围设形成第二框架，顶板和底板分别设置在第二框架的上下两端；

第一侧板和第三侧板的两侧均设置有第二导轨，相应地在第一面板和第三面板的内壁上设置有第二滑块，第二滑块与第二导轨相配合滑动。

可选地，第二驱动件包括第二电机、第二减速机、齿轮和齿条；

第二电机固定设置于第一面板上，第二电机的输出端连接有第二减速机，第二减速机的驱动端穿过第一面板驱动连接有齿轮，齿轮与齿条相啮合，齿条设置在第一侧板上，其中，齿轮转动以使齿条所固定的第一侧板发生传动，并带动内滑枕在第二矩形通槽内上下滑动。

可选地，第二侧板与第四侧板的两侧均设置有上下两端均第三导轨，在第三导轨的顶部和底部分别设置有防护罩安装头，防护罩安装头沿第三导轨上设置有非金属材质的防护罩，防护罩随着内滑枕的上下滑动而伸缩，用于对第二导轨、齿轮和齿条的防护。

可选地，第二驱动件为两个，另一个第二驱动件设置在第三面板一侧，与设置在第一面板上的第二驱动件结构均相同。

另一方面，一种龙门机床，包括横梁、长行程嵌套式滑枕、多个立柱以及两个床身；

多个立柱等间距间隔设置，立柱的顶部形成两个平行设置的安装端面，两个安装端面上分别与两个床身固定连接，横梁的两端通过床身上的轨道滑动安装在两个床身上，横梁在床身的长度方向上移动以形成机床的X轴，滑板的外部相对两侧上设置有安装滑块，安装滑块通过横梁上的轨道滑动安装在横梁上，滑板在横梁的长度方向上滑动以形成机床的Y轴。

可选地，还包括加工头，加工头设置于内滑枕的底端，用于对工件进行加工。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的一种长行程嵌套式滑枕及其龙门机床，在第一驱动件的驱动下，外滑枕在滑板的第一矩形通槽内进行上下滑动，同时，在第二驱动件的驱动下，内滑枕在外滑枕所形成的第二矩形通槽内上下滑动，相对于现有技术而言，采用双层嵌套式滑枕结构，加大滑枕行程，使滑枕行程可达5米以上，可满足加工高度要求高的零件。而且，避免使用横梁升降，结构紧凑，对于所加工的零件形状没有限制。大大提高了机床的加工高度，可广泛应用于航空航天，风电等超高超大型零件的加工，对于超高零件的加工精度，有着重大意义。

附图说明

图1为本发明的长行程嵌套式滑枕的立体示意图；

图2为图1中的长行程嵌套式滑枕圈出“A”处的细节放大示意图；

图3为图1中的长行程嵌套式滑枕圈出“B”处的细节放大示意图；

图4为本发明的龙门机床的整体立体示意图；

图5为本发明的龙门机床的横梁与长行程嵌套式滑枕的立体示意图。

【附图标记说明】

10：滑板；

20：外滑枕；21：第一面板；22：第二面板；23：第三面板；24：第四面板；25：第一导轨；

30：内滑枕；31：第一侧板；32：第二侧板；33：第三侧板；34：第四侧板；35：顶板；36：底板；37：第二导轨；38：第二滑块；39：第三导轨；

40：第一驱动件；41：第一电机；42：第一减速机；43：丝杠；38：第二滑块；39：第三导轨；

50：第二驱动件；51：第二电机；52：第二减速机；53：齿条；

60：防护罩安装头；

100：横梁；

200：立柱；

300：床身；

400：五轴加工头；

500：安装滑块。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”等方位名词以图1的定向为参照。

一方面，本发明实施例提出的一种长行程嵌套式滑枕，包括滑板10、外滑枕20、内滑枕30、第一驱动件40和第二驱动件50。

滑板10内部为贯通的第一矩形通槽。第一矩形通槽为外滑枕20提供滑道。在第一驱动件40的驱动下，以使外滑枕20于第一矩形通槽内上下滑动。

外滑枕20由第一面板21、第二面板22、第三面板23和第四面板24围设形成上下贯通的第一框架。第一框架的内腔为第二矩形通槽，第二矩形通槽为内滑枕30提供滑道。在第二驱动件50的驱动下，以使内滑枕30于框架的第二矩形通槽内上下滑动。

本发明采用一种长行程嵌套式滑枕，在第一驱动件40的驱动下，外滑枕20在滑板10的第一矩形通槽内进行上下滑动，同时，在第二驱动件50的驱动下，内滑枕30在外滑枕20所形成的第二矩形通槽内上下滑动，相对于现有技术而言，采用双层嵌套式滑枕结构，加大滑枕行程，使滑枕行程可达5米以上，可满足加工高度要求高的零件。而且，避免使用横梁升降，结构紧凑，对于所加工的零件形状没有限制。解决了零件高度过高而难以加工，使零件加工精度更高，光洁度更好。

进一步地，第一面板21与第二面板22为一体式结构，且两者形成“L”型第一拼装件，第三面板23与第四面板24为一体式结构，且两者形成“L”型第二拼装件，第一拼装件和第二拼装件通过螺栓螺接以形成外滑枕20。外滑枕20设计成由第一拼装件和第二拼装件组合最后通过螺栓螺接而成，为了内滑枕30与外滑枕20的安装方便。

进一步地，第一面板21和第三面板23的两侧均设置有第一导轨25，相应地在第一面板21和第三面板23的内壁上设置有第一滑块(图中未示出)，第一滑块与第一导轨25相配合滑动。

进一步地，第一驱动件40包括第一电机41、第一减速机42以及丝杠43。

第一电机41固定安装在第二面板22上，第一电机41的输出端驱动第一减速机42，第一减速机42的驱动端穿过第二面板22驱动丝杠43上的螺母，丝杠43上的螺母沿丝杠43的螺杆进行相对的上下滑动。其中丝杠43上的螺母固定在滑板10上，丝杠43上的螺杆以及第一电机41相对于丝杠43上的螺母运动，并带动第二面板22滑动，以使外滑枕20在第一矩形通槽内上下滑动。

需要说明的是，外滑枕20的第一面板21和第二面板22上安装均有第一导轨25，外滑枕20沿着第一导轨25在滑板10的第一矩形通槽内做上下直线运动，形成机床的Z1轴，Z1轴的驱动由安装在外滑枕20第二面板22上的第一电机41，连接第一减速机42，驱动丝杠43完成。

进一步地，内滑枕30包括第一侧板31、第二侧板32、第三侧板33、第四侧板34、顶板35以及底板36。

其中，第一侧板31、第二侧板32、第三侧板33和第四侧板34围设形成第二框架，顶板35和底板36分别设置在第二框架的上下两端；

第一侧板31和第三侧板33的两侧均设置有第二导轨37，相应地在第一面板21和第三面板23的内壁上设置有第二滑块38，第二滑块38与第二导轨37相配合滑动。

需要说明的是，第一侧板31、第二侧板32、第三侧板33、第四侧板34、顶板35以及底板36均设置为镂空结构，为了在一定程度上对内滑枕30进行减重。

进一步地，第二驱动件50包括第二电机51、第二减速机52、齿轮和齿条53；

第二电机51固定设置于第一面板21上，第二电机51的输出端连接有第二减速机52，第二减速机52的驱动端穿过第一面板21驱动连接有齿轮，齿轮与齿条53相啮合，齿条53设置在第一侧板31上，其中，齿轮转动以使齿条53所固定的第一侧板31发生传动，并带动内滑枕30在第二矩形通槽内上下滑动。

需要说明的是，内滑枕30为整体式结构，安装在外滑枕20的内腔中，沿着外滑枕20内腔做上下直线运动，形成机床的Z2轴，内滑枕30的第一侧板31和第三侧板33侧安装有的第二导轨37，内滑枕30沿着第二导轨37做Z2轴方向的运动，内滑枕30的驱动由安装在外滑枕20的第一面板21和第三面板23上的两个第二电机51，连接第二减速机52，连接齿轮，驱动安装在内滑枕30的第一侧板31以及第三侧板33上的齿条53来完成。

进一步地，为了避免切削液，切削铁屑等对其伤害。第二侧板32与第四侧板34的两侧均设置有上下两端均第三导轨39，在第三导轨39的顶部和底部分别设置有防护罩安装头60，防护罩安装头60沿第三导轨39上设置有非金属材质的防护罩图中未示出，防护罩随着内滑枕30的上下滑动而伸缩，用于对第二导轨37、齿轮和齿条53的防护。

进一步地，第二驱动件50为两个，另一个第二驱动件50设置在第三面板23一侧，与设置在第一面板21上的第二驱动件50结构均相同。

具体地，由于采用了两个第二驱动装置即双电机结构，有效的消除了齿轮和齿条53传动的间隙，大大提高了Z2轴的定位精度和重复定位精度，及反向偏差。

其中，在对机床零部件加工过程中，Z轴方向的运动行程等于Z1+Z2的行程，在满足了加工高度要求高的零件同时确保了加工头的加工刚性。

另一方面，一种龙门机床，包括横梁100、长行程嵌套式滑枕、多个立柱200以及两个床身300。

多个立柱200等间距间隔设置。立柱200的顶部形成两个互相平行设置的安装端面，两个安装端面上分别与两个床身300固定连接。横梁100的两端通过床身300上的轨道滑动安装在两个床身300上。横梁100在床身300的长度方向上移动以形成机床的X轴。滑板10的外部相对两侧上设置有安装滑块500，安装滑块500通过横梁100上的轨道滑动安装在横梁100上，滑板10在横梁100的长度方向上滑动以形成机床的Y轴。

本发明一种龙门机床，将长行程嵌套式滑枕通过滑板10上的安装滑块在横梁100上的轨道沿Y轴的方向运动，横梁100的两端在机床的床身300的轨道沿X轴的方向运动。由于采用双层套筒式滑枕，大大提高了机床的加工高度，可广泛应用于航空航天，风电等超高超大型零件的加工，对于超高零件的加工精度，有着重大意义。

进一步地，还包括加工头，加工头设置于内滑枕30的底端，用于对工件进行加工。

需要说明的是，内滑枕30的底端可安装加工所用的各种道具，直接对工件进行加工，本发明的机床加工所安装的是用于五轴加工的五轴加工头400，可用于各种超大型零件复杂曲面的加工。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种长行程嵌套式滑枕，其特征在于：包括滑板(10)、外滑枕(20)、内滑枕(30)、第一驱动件(40)和第二驱动件(50)；

所述滑板(10)的内部为贯通的第一矩形通槽，所述第一矩形通槽为所述外滑枕(20)提供滑道，在所述第一驱动件(40)的驱动下，以使所述外滑枕(20)于所述第一矩形通槽内上下滑动；

所述外滑枕(20)由第一面板(21)、第二面板(22)、第三面板(23)和第四面板(24)围设形成上下贯通的第一框架，所述第一框架的内腔为第二矩形通槽，所述第二矩形通槽为所述内滑枕(30)提供滑道，在所述第二驱动件(50)的驱动下，以使所述内滑枕(30)于所述第二矩形通槽内上下滑动。

2.如权利要求1所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述第一面板(21)与所述第二面板(22)为一体式结构，且两者形成“L”型第一拼装件，所述第三面板(23)与所述第四面板(24)为一体式结构，且两者形成“L”型第二拼装件，所述第一拼装件和所述第二拼装件通过螺栓螺接以形成所述外滑枕(20)。

3.如权利要求2所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述第一面板(21)和所述第三面板(23)的两侧均设置有第一导轨(25)，相应地在所述第一面板(21)和所述第三面板(23)的内壁上设置有第一滑块，所述第一滑块与所述第一导轨(25)相配合滑动。

4.如权利要求3所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述第一驱动件(40)包括第一电机(41)、第一减速机(42)以及丝杠(43)；

所述第一电机(41)固定安装在所述第二面板(22)上，所述第一电机(41)的输出端驱动所述第一减速机(42)，所述第一减速机(42)的驱动端穿过所述第二面板(22)驱动所述丝杠(43)上的螺母，所述丝杠(43)上的螺母沿所述丝杠(43)的螺杆进行相对的上下滑动，其中所述丝杠(43)上的螺母固定在所述滑板(10)上，所述丝杠(43)上的螺杆以及第一电机(41)相对于所述丝杠(43)上的螺母运动，并带动所述第二面板(22)滑动，以使所述外滑枕(20)在所述第一矩形通槽内上下滑动。

5.如权利要求4所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述内滑枕(30)包括第一侧板(31)、第二侧板(32)、第三侧板(33)、第四侧板(34)、顶板(35)以及底板(36)；

其中，所述第一侧板(31)、第二侧板(32)、第三侧板(33)和第四侧板(34)围设形成第二框架，所述顶板(35)和所述底板(36)分别设置在所述第二框架的上下两端；

所述第一侧板(31)和所述第三侧板(33)的两侧均设置有第二导轨(37)，相应地在所述第一面板(21)和所述第三面板(23)的内壁上设置有第二滑块(38)，所述第二滑块(38)与所述第二导轨(37)相配合滑动。

6.如权利要求5所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述第二驱动件(50)包括第二电机(51)、第二减速机(52)、齿轮和齿条(53)；

所述第二电机(51)固定设置于所述第一面板(21)上，所述第二电机(51)的输出端连接有所述第二减速机(52)，所述第二减速机(52)的驱动端穿过第一面板(21)驱动连接有所述齿轮，所述齿轮与所述齿条(53)相啮合，所述齿条(53)设置在所述第一侧板(31)上，其中，所述齿轮转动以使所述齿条(53)所固定的第一侧板(31)发生传动，并带动所述内滑枕(30)在所述第二矩形通槽内上下滑动。

7.如权利要求1所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述第二侧板(32)与所述第四侧板(34)的两侧均设置有上下两端均第三导轨(39)，在所述第三导轨(39)的顶部和底部分别设置有防护罩安装头(60)，所述防护罩安装头(60)沿所述第三导轨(39)上设置有非金属材质的防护罩，所述防护罩随着所述内滑枕(30)的上下滑动而伸缩，用于对所述第二导轨(37)、齿轮和齿条(53)的防护。

8.如权利要求1所述的长行程嵌套式滑枕，其特征在于：所述第二驱动件(50)为两个，另一个所述第二驱动件(50)设置在所述第三面板(23)一侧，与设置在所述第一面板(21)上的第二驱动件(50)结构均相同。

9.一种龙门机床，其特征在于：包括横梁(100)、根据权利要求1-8中任一项所述的长行程嵌套式滑枕、多个立柱(200)以及两个床身(300)；

多个所述立柱(200)等间距间隔设置，所述立柱(200)的顶部形成两个平行设置的安装端面，两个所述安装端面上分别与两个所述床身(300)固定连接，所述横梁(100)的两端通过所述床身(300)上的轨道滑动安装在两个所述床身(300)上，所述横梁(100)在所述床身(300)的长度方向上移动以形成机床的X轴，所述滑板(10)的外部相对两侧上设置有安装滑块(500)，所述安装滑块(500)通过所述横梁(100)上的轨道滑动安装在所述横梁(100)上，所述滑板(10)在所述横梁(100)的长度方向上滑动以形成机床的Y轴。

10.如权利要求8所述的龙门机床，其特征在于：还包括加工头，所述加工头设置于所述内滑枕(30)的底端，用于对工件进行加工。

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