CN115122110A - 一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构。主要解决现有的溜板箱结构无法满足滑枕长行程时工件的加工精度而无法加工超高工件的问题。所述滑枕（1）两侧分别设有左直线导轨（5）和右直线导轨（9），溜板箱（2）连接在两直线导轨上，滑枕（1）上端面固定有平衡缸支架（4）；两个平衡油缸分别固定在溜板箱（2）两侧，两个平衡油缸的活塞杆分别固定在平衡缸支架（4）两端；还包括驱动系统（3），驱动系统（3）驱动滑枕（1）在溜板箱（2）上移动。该长行程滑枕及溜板箱结构增加了滑枕行程，可以实现大型、结构复杂零件的加工，并保证加工精度，满足大型飞机、运载火箭、航天器材制造的需求。

Description

一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构
技术领域
本发明涉及机床领域，具体说是一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构。
背景技术
滑枕是龙门加工中心的核心部件，机床主轴位于其下端面，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，龙门加工中心滑枕一般行程在1000mm至1250mm，很难满足越来越多的超高零件的高精度加工，因此对滑枕的伸出长度要求越来越高，而传统的机床大多采用进给箱与溜板箱分体结构，这样在要求滑枕行程过长时将导致进给箱高度过高，造成固定安装不稳定，加工精度不易保证，进而导致超高件加工存在难点。
发明内容
为了克服现有的溜板箱结构无法满足滑枕长行程时工件的加工精度而无法加工超高工件的不足，本发明提供一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，该用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构增加了滑枕行程，可以实现大型、结构复杂零件的加工，并保证加工精度，满足大型飞机、运载火箭、航天器材制造的需求。
本发明的技术方案是：一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，包括滑枕、溜板箱，所述滑枕两侧分别设有左直线导轨和右直线导轨，溜板箱连接在左直线导轨和右直线导轨上，滑枕上端面固定有平衡缸支架；
还包括左平衡油缸和右平衡油缸，左平衡油缸和右平衡油缸分别固定在溜板箱两侧，左平衡油缸和右平衡油缸的活塞杆分别固定在平衡缸支架两端；
还包括驱动系统，驱动系统驱动滑枕在溜板箱上移动。
所述溜板箱两侧分别固定有滑块，两侧的滑块分别与左直线导轨和右直线导轨相配合。
所述滑枕一侧面固定有光栅尺定尺，溜板箱一侧固定有与光栅尺定尺相对应的光栅尺读数头；所述滑枕一侧面固定有撞块，溜板箱一侧固定有与撞块相对应的行程开关。
所述驱动系统包括电机，电机输出轴连接滚珠丝杠，滚珠丝杠外部设有丝母，所述丝母固定通过丝母座固定在滑枕上；滚珠丝杠通过上、下旋转支撑装置连接在溜板箱上。
所述上旋转支撑装置包括上法兰盘、上限位块，所述上法兰盘和上限位块分别固定在溜板箱上，限制滚珠丝杠与溜板箱之间的轴向相对运动，且滚珠丝杠上端连接有上锁紧螺母；滚珠丝杠与溜板箱之间设有若干个上轴承，上轴承对滚珠丝杠起到旋转支撑作用。
所述上轴承包括第一轴承组和第二轴承组，第一轴承组与上法兰盘之间设有上密封隔套，第一轴承组和第二轴承组设有上隔套。
所述下旋转支撑装置包括下法兰盘、下限位块，所述下法兰盘和下限位块分别固定在溜板箱上，限制滚珠丝杠与溜板箱之间的轴向相对运动；滚珠丝杠与溜板箱之间设有若干个第三轴承，第三轴承对滚珠丝杠起到旋转支撑作用。
所述第三轴承底部与下法兰盘之间设有下密封隔套，滚珠丝杠下端部连接有下锁紧螺母。
本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，通过驱动系统驱动滑枕沿溜板箱上下运动，同时保证了滑枕在长行程过程中保持足够的刚性，保证了工件加工后精度行程可达2000mm，可广泛适用于滑枕长行程的电主轴类、A/C摆角头类、一体化主轴类的龙门加工中心，适用性广，能够实现航空航天机械加工领域的大型、结构复杂零件加工，能够满足大型飞机、运载火箭、航天器材制造的设备需求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的布局简要示意图；
图3是滑枕的结构示意图；
图4是溜板箱的结构示意图；
图5是驱动系统的结构示意图；
图6是图5中A处的放大图；
图7是图5中B处的放大图。
图中1-滑枕，2-溜板箱，3-驱动系统，4-平衡缸支架，5-右直线导轨，6-导轨压块，7-槽板，8-撞块，9-左直线导轨，10-光栅尺定尺，11-丝母座，12-左平衡油缸，13-右平衡油缸，14-光栅尺读数头，15-行程开关，16-滑块，17-滑块压块，18-电机，19-减速机，20-联轴器，21-减速机支架，22-定位轴，23-滚珠丝杠，24-上锁紧螺母，25-隔套，26-上法兰盘，27-上密封隔套，28-第一轴承组，29-上隔套，30-第二轴承组，31-上限位块，32-下限位块，33-轴承套，34-下隔套，35-第三轴承，36-下密封隔套，37-下锁紧螺母，38-下法兰盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1至图7所示，一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，包括滑枕1、溜板箱2，溜板箱2呈U形包围在滑枕1外侧，所述滑枕1两侧分别设有左直线导轨5和右直线导轨9，直线导轨通过导轨压块6固定在滑枕1上。所述溜板箱2两侧分别固定有滑块16，滑块16通过滑块压块17固定在溜板箱2上，两侧的滑块16分别与左直线导轨5和右直线导轨9相配合，使溜板箱2可沿直线导轨上下运动，从而与滑枕1相对运动。
所述滑枕1左右两侧还分别设有左平衡油缸12和右平衡油缸13，滑枕1上端面固定有平衡缸支架4，左平衡油缸12和右平衡油缸13的活塞杆分别固定在平衡缸支架4两端，缸筒固定在溜板箱2上，这样在滑枕1上下移动时，两个平衡油缸4的活塞杆随之上下伸缩，起到平衡的作用。所述滑枕1一侧面固定有光栅尺定尺10，溜板箱2上相应的一侧固定有与光栅尺定尺10相对应的光栅尺读数头14，所述滑枕1一侧固定有槽板7，槽板7上固定有撞块8，溜板箱2一侧固定有与撞块8相对应的行程开关15，可以限制滑枕1的行程。
该结构还包括驱动系统3，驱动系统位于位于溜板箱2后侧，通过驱动系统3驱动滑枕1在溜板箱2上移动。所述驱动系统3包括电机18，电机18输出轴依次连接减速机19、联轴器20、滚珠丝杠23，减速机19通过减速机支架21固定在溜板箱2上。滚珠丝杠23外部设有丝母，所述丝母通过丝母座11固定在滑枕1上上，且丝母座11与滑枕1之间设有定位轴22。所述滚珠丝杠23穿过溜板箱2，并通过上、下旋转支撑装置固定，上、下旋转支撑装置分别位于滚珠丝杠23上下两端，与滚珠丝杠23相配合的丝母位于中部，这样电机18启动后，带动滚珠丝杠23旋转，使丝母相对于滚珠丝杠23上下运动，从而使滑枕1相对于溜板箱2产生相对运动。
所述上旋转支撑装置包括上法兰盘26、上限位块31，所述上法兰盘26通过螺钉固定在溜板箱2顶板的上部，且滚珠丝杠23上端连接有上锁紧螺母24，上限位块31固定在溜板箱2顶板的下部，上法兰盘26和上限位块31可以限制滚珠丝杠23与溜板箱2之间的轴向相对运动。滚珠丝杠23与溜板箱2之间设有若干个上轴承，上轴承对滚珠丝杠23起到旋转支撑作用。所述上轴承分为两种，分别为第一轴承组28和第二轴承组30，第一轴承组28和第二轴承组30均采用若干个滚珠丝杠支撑轴承，轴承接触角大，接触角为60°，可以承受更大的轴向力，保证高速、长行程、重载等复杂情况下整个丝杠进给的稳定性与精度保持性。第一轴承组28与上法兰盘26之间设有上密封隔套27，第一轴承组28和第二轴承组30设有上隔套29，上隔套29上开有注油孔，可以通过外部的注油嘴向内部注油，对轴承进行润滑。
所述下旋转支撑装置包括下法兰盘38、下限位块32，所述下法兰盘38固定在溜板箱2底板的下部，下限位块32固定在溜板箱2底板的上部，限制滚珠丝杠23与溜板箱2之间的轴向相对运动。滚珠丝杠23与溜板箱2之间设有若干个第三轴承35，若干第三轴承35之间设有至少一个下隔套34，下隔套34上开有注油孔，通过注油通道与外部的注油嘴相连，对轴承进行润滑。第三轴承35同样采用滚珠丝杠支撑轴承，对滚珠丝杠23起到旋转支撑作用。所述第三轴承35底部与下法兰盘38之间设有下密封隔套36，滚珠丝杠23下端部连接有下锁紧螺母37。
应用此结构加工工件时，溜板箱2后侧的伺服电机18经过减速机19通过滚珠丝杠23带动滑枕1沿直线导轨垂直运动。滑枕1进给时两侧的平衡油缸可以平衡滑枕1的重量，减小滚珠丝杠23的空载扭矩及磨损，使驱动电机18具有良好的负载特性，同时也可消除因自重产生的上下的不平衡力矩，从而提升动态特性，获得更佳的加工特性。通过溜板箱2上的行程开关15可实现对滑枕1垂直移动的上下极限位置的控制，通过光栅尺实时反馈与修正可实现闭环的控制，保证了加工的精度稳定性。

Claims (8)

1.一种用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，包括滑枕（1）、溜板箱（2），其特征在于：所述滑枕（1）两侧分别设有左直线导轨（5）和右直线导轨（9），溜板箱（2）连接在左直线导轨（5）和右直线导轨（9）上，滑枕（1）上端面固定有平衡缸支架（4）；
还包括左平衡油缸（12）和右平衡油缸（13），左平衡油缸（12）和右平衡油缸（13）分别固定在溜板箱（2）两侧，左平衡油缸（12）和右平衡油缸（13）的活塞杆分别固定在平衡缸支架（4）两端；
还包括驱动系统（3），驱动系统（3）驱动滑枕（1）在溜板箱（2）上移动。
2.根据权利要求1所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述溜板箱（2）两侧分别固定有滑块（16），两侧的滑块（16）分别与左直线导轨（5）和右直线导轨（9）相配合。
3.根据权利要求2所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述滑枕（1）一侧面固定有光栅尺定尺（10），溜板箱（2）一侧固定有与光栅尺定尺（10）相对应的光栅尺读数头（14）；所述滑枕（1）一侧面固定有撞块（8），溜板箱（2）一侧固定有与撞块（8）相对应的行程开关（15）。
4.根据权利要求3所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述驱动系统（3）包括电机（18），电机（18）输出轴连接滚珠丝杠（23），滚珠丝杠（23）外部设有丝母，所述丝母固定通过丝母座（11）固定在滑枕（1）上；滚珠丝杠（23）通过上、下旋转支撑装置连接在溜板箱（2）上。
5.根据权利要求4所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述上旋转支撑装置包括上法兰盘（26）、上限位块（31），所述上法兰盘（26）和上限位块（31）分别固定在溜板箱（2）上，限制滚珠丝杠（23）与溜板箱（2）之间的轴向相对运动，且滚珠丝杠（23）上端连接有上锁紧螺母（24）；滚珠丝杠（23）与溜板箱（2）之间设有若干个上轴承，上轴承对滚珠丝杠（23）起到旋转支撑作用。
6.根据权利要求5所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述上轴承包括第一轴承组（28）和第二轴承组（30），第一轴承组（28）与上法兰盘（26）之间设有上密封隔套（27），第一轴承组（28）和第二轴承组（30）设有上隔套（29）。
7.根据权利要求6所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述下旋转支撑装置包括下法兰盘（38）、下限位块（32），所述下法兰盘（38）和下限位块（32）分别固定在溜板箱（2）上，限制滚珠丝杠（23）与溜板箱（2）之间的轴向相对运动；滚珠丝杠（23）与溜板箱（2）之间设有若干个第三轴承（35），第三轴承（35）对滚珠丝杠（23）起到旋转支撑作用。
8.根据权利要求7所述的用于龙门加工中心的长行程滑枕及溜板箱结构，其特征在于：所述第三轴承（35）底部与下法兰盘（38）之间设有下密封隔套（36），滚珠丝杠（23）下端部连接有下锁紧螺母（37）。
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