CN201906991U

CN201906991U - 一种数控机床或加工中心的立柱结构

Info

Publication number: CN201906991U
Application number: CN2010206562029U
Authority: CN
Inventors: 彭艳华; 李冬梅; 管贻生; 朱海飞; 姜衡; 龚循飞; 张宪民; 张宏
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2010-12-10
Filing date: 2010-12-10
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-10

Abstract

本实用新型公开一种数控机床或加工中心的优化的立柱结构，该结构的基体“人”字形开口左右两端对称开有半圆弧型开口；左板和右板上端为圆弧形，下端为方形的板状结构；左板、右板、后板和前板构成一个方体中空的柱体，其中后板上端覆盖在方形中空的上端，覆盖的宽度等于筋板的高度；左板、右板后板和前板上都分别开有圆孔阵列；纵向和横向的筋板将每块板上的圆孔阵列分隔成每一个正方形方格内设有一个圆孔，每一个正方形方格构成一个筋板晶格；导轨设置在前板上。本实用新型相对于同类型立柱在静态性能和动态性能上不降低或甚至有所提高的条件下，重量降低了4.7％。与传统的机床立柱相比，本实用新型结构合理、外形美观、性能良好、重量相对较小。

Description

一种数控机床或加工中心的立柱结构

技术领域

本实用新型涉及一种机床立柱结构，特别是涉及一种在不降低动静态性能的前提下重量轻的数控机床或加工中心的立柱结构。

背景技术

数控机床或加工中心作为基本的生产设备和加工母机在当今制造业中发挥着越来越重要的作用。近年来我国企业的数控机床或加工中心市场占有率逐年上升，尤其大型高效低成本的数控机床或加工中心越来越受到用户的青睐。由于大型数控机床或加工中心结构庞大、设备吨位重、制造费用高，很有必要对其进行结构优化设计，在性能保持不变或提高的基础上，使数控机床或加工中心的重量最轻。但是目前我国机床结构设计的方法比较落后，大部分机床生产企业还停留在感性和经验设计阶段。用这种传统方法设计机床结构，不但开发周期长、设计成本高、资源浪费量大，而且往往由于机床某些部件结构设计不合理，导致机床结构缺陷，引起结构动静态刚度不足，产生各种变形、振动、加工时刀具与工件间产生相对变形和振动，使零件加工精度低，精度和可靠性难以达到国际水平，在很大程度上制约了我国机床制造业的发展。在加工中心各大件的结构优化设计过程中，静态特性和动态特性是衡量机床性能的两个主要指标。显然，在同等重量条件下尽量提高这两个主要性能指标，或者在保证这两个主要性能指标不降的前提下减小机床的重量具有重要意义。

图1是现有数控机床或加工中心立柱结构示意图。如图1所示，现有数控机床或加工中心立柱包括接口子结构、承载子结构和加强子结构；接口子结构包括基体14和导轨17；基体14为中部设有“人”字形开口支撑结构；基体与数控加工中心床身连接，导轨与数控加工中心主轴箱连接。承载子结构包括方形的左板13、右板16后板12和前板18；承载子结构主要是用来承受载荷，左板13、右板16、后板12和前板18构成一个中间为方形空腔的柱体；加强子结构主要包括筋板11，加强子结构主要是用来增强立柱的刚度和强度，纵向和横向的筋板11将左板13、右板16、后板12和前板18分隔成每一个长方形方格，每一个长方形方格构成一个筋板晶格。导轨17设置在前板18上。但是，现有的数控机床或加工中心立柱的左板13、右板16、后板12和前板18都为方形板状，基体14只有中部的“人”字形开口，使得数控机床或加工中心立柱整体重量偏重，动、静太性能较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种静动态性能相对于同类传统数控机床或加工中心立柱保持不变或有所提高的条件下重量轻的数控机床或加工中心的立柱结构。

为了实现此目的，本实用新型采用如下方法实现：

一种数控机床或加工中心的立柱结构，包括接口子结构、承载子结构和加强子结构；接口子结构包括基体和导轨；基体为中部设有“人”字形开口支撑结构；承载子结构包括左板、右板、后板和前板；加强子结构主要包括筋板；所述基体“人”字形开口左右两端对称开有半圆弧型开口；左板和右板上端为圆弧形，下端为方形的板状结构；前板为方形板状结构，后板下端为方形板状结构，上端为向前板方向延伸的圆弧板，后板的上端和下端连接成一个整体；左板、右板、后板和前板构成一个方体中空的柱体，其中后板上端覆盖在方形中空的上端，覆盖的宽度等于筋板的高度；左板、右板后板和前板上都分别开有圆孔阵列；纵向和横向的筋板将每块板上的圆孔阵列分隔成每一个正方形方格内设有一个圆孔，每一个正方形方格构成一个筋板晶格；导轨设置在前板上。

为进一步实现本实用新型的目的，所述基体在半圆弧型开口的上部设有空心的三角型结构。

所述圆孔的直径与晶格的边长之比优选为0.45。

所述筋板的宽度与方格的边长之比优选为0.1。

所述筋板的高度优选等于晶格的边长。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：本实用新型将数控加工中心立柱的筋板结构进行功能分解。按功能分解成独立的立方体元结构，设计一种性能与质量比最大的元结构，再对元结构进行的长、宽、高比、壁厚与长宽高比、圆孔与长宽高比以及什么类型的元结构能使的元结构的动态性能与质量比最大为目标进行优化；本实用新型相对于同类型立柱在静态性能和动态性能上不降低或甚至有所提高的条件下，重量降低了4.7％。与传统的机床立柱相比，本实用新型结构合理、外形美观、性能良好、重量相对较小。

附图说明

图1是现有数控机床或加工中心立柱结构示意图；

图2是本实用新型数控机床或加工中心立柱结构示意图；

图3是图2中部对称轴的左剖视图；

图4是本实用新型数控机床或加工中心立柱结构内部结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

图2、3、4所示，本实用新型数控机床或加工中心立柱结构立柱包括接口子结构、承载子结构和加强子结构；接口子结构包括基体14和导轨17；基体14为中部设有“人”字形开口支撑结构；基体14“人”字形开口左右两端对称开有半圆弧型开口15，优选地在基体14在半圆弧型开口15的上部设有空心的三角型结构19，起到减重的目的。

承载子结构包括左板13、右板16、后板12和前板18；左板13和右板16上端为圆弧形，下端为方形的板状结构；前板18为方形板状结构，后板12下端为方形板状结构，上端为向前板延伸的圆弧板，后板12的上端和下端连接成一个整体；左板13、右板16、后板12和前板18构成一个方体的中空的柱体，后板16上端部分覆盖在方形中空的上端，覆盖的宽度等于筋板11的高度；承载子结构主要是用来承受载荷；左板13、右板16后板12和前板18上分别开有圆孔阵列。加强子结构主要包括筋板11，纵向和横向设置的筋板11将左板13、右板16、后板12和前板18上的圆孔阵列分隔成每一个正方形方格内设有一个圆孔，每一个正方形方格构成一个筋板晶格；优选地，筋板11的宽度与方格的边长之比为0.1，筋板11高度基本等于晶格的边长，圆孔的直径与晶格的边长之比接近于0.45；以保证筋板结构的动态性能最好。导轨17设置在前板18上。接口子结构主要是起连接作用，基体与数控加工中心床身连接，导轨与数控加工中心主轴箱连接。加强子结构主要是用来增强立柱的刚度和强度，保证立柱的静动态性能。

本实用新型相对于同类型立柱在静态性能和动态性能上不降低或甚至有所提高的条件下，重量降低了4.7％。与传统的机床立柱相比，本实用新型结构合理、外形美观、性能良好、重量相对较小。

Claims

1.一种数控机床或加工中心的立柱结构，包括接口子结构、承载子结构和加强子结构；接口子结构包括基体和导轨；基体为中部设有“人”字形开口支撑结构；承载子结构包括左板、右板、后板和前板；加强子结构主要包括筋板；其特征在于：所述基体“人”字形开口左右两端对称开有半圆弧型开口；左板和右板上端为圆弧形，下端为方形的板状结构；前板为方形板状结构，后板下端为方形板状结构，上端为向前板方向延伸的圆弧板，后板的上端和下端连接成一个整体；左板、右板、后板和前板构成一个方体中空的柱体，其中后板上端覆盖在方形中空的上端，覆盖的宽度等于筋板的高度；左板、右板后板和前板上都分别开有圆孔阵列；纵向和横向的筋板将每块板上的圆孔阵列分隔成每一个正方形方格内设有一个圆孔，每一个正方形方格构成一个筋板晶格；导轨设置在前板上。

2.根据权利要求1所述的数控机床或加工中心的立柱结构，其特征在于：所述基体在半圆弧型开口的上部设有空心的三角型结构。

3.根据权利要求1所述的数控机床或加工中心的立柱结构，其特征在于：所述圆孔的直径与晶格的边长之比为0.45。

4.根据权利要求1所述的数控机床或加工中心的立柱结构，其特征在于：所述筋板的宽度与方格的边长之比为0.1。

5.根据权利要求1所述的数控机床或加工中心的立柱结构，其特征在于：所述筋板的高度等于晶格的边长。