CN202137385U - 一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身包括：床身本体、前主钢导轨、中间主钢导轨、后主钢导轨和辅助钢导轨等。通过对前主钢导轨、中间主钢导轨和后主钢导轨采用螺钉、螺栓、灌胶定位等连接技术镶装到床身本体导轨面，并合理设计床身截面加强肋结构，从而解决了传统数控重型卧式车床床身存在的刚性不足或是刚性过高而造成的加工难度大、导轨磨损难修复等生产工艺问题。提高了工件加工精度，降低了制造维护成本，降低了操作者劳动强度，提高了生产效率，延长了机床使用寿命。

Description

一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身

技术领域

本实用新型涉及机床制造领域，尤其涉及一种用于数控重型卧式车床的闭式四导轨镶钢结构床身。

背景技术

机床通常由动力源、传动系统、支撑件、工作部件、控制系统、冷却系统、润滑系统和其它装置组成。

数控重型卧式车床是实现大、重型盘类和轴类复杂精密零件高效加工的关键设备之一。所述车床的床身是联接各功能部件和实现各种运动的基础载体，并承受切削加工过程中产生的所有动载荷和各部件及工件自重产生的静载荷。所述机床加工的零件一般自重即达几十吨，并且机床集粗、精加工于一体，粗加工由于较大的切削量产生非常大的切削力，而精加工时对机床变形较为敏感；另外，长期使用会不可避免的导致导轨等滑动工作面磨损，影响机床的加工精度。

目前，国内外数控重型卧式车床的床身一般采用如下述几种典型结构：

一、开式整体铸铁两导轨结构床身

此类床身由于采用两导轨结构，因切削力的作用线会跨过导轨落于床身外面，所以会产生较大的倾覆力矩，引起机床较大的扭转变形。由于床身采用开式截面结构，为单过渡壁或单过渡壁加肋，设置垂直加强肋或人字肋，所以抗弯刚度和抗扭刚度都相对较差。另外，采用整体铸铁导轨，一方面导轨加工技术难度高，另一方面导轨磨损后修复困难。由于结构限制，在加工大工件时刀架悬空较多，床鞍缺少必要的支撑，因此极易引起切削振颤，影响工件表面质量。

二、开式整体铸铁三导轨结构床身

此类床身采用三导轨，基本克服了上述两导轨床身切削力落于床身外侧的弊端。同时，由于采用三导轨，而主轴中心线大大后移，床鞍使用前、中导轨，悬伸小，对切削振颤有较好的改善，但还未从根本上进行抑制。另外，床身亦多采用开式截面结构，为单过渡壁或单过渡壁加强肋，设置垂直加强肋或人字肋，所以抗弯刚度和抗扭刚度都没有显著改善。同样，采用整体铸铁导轨，一方面要求导轨加工技术比两导轨难度更高，另一方面导轨磨损后修复困难。再者，一般尾座用导轨为平导轨，导向性也不好。

综上所知，对数控重型卧式车床床身的强度、动静力刚度、精度保持性、抗振性、热变形、导轨耐磨性、排屑性能等提出了更高的要求。由于设备制造技术复杂，加工周期长，投资巨大，所加工对象为大、重型复杂或异型精密零件，因此要求床身必须具备优良的静、动刚度以减小其变形，提高加工精度。要求机床具备优良的精度保持性以保证较高的产品合格率，提高各零件互换性、通用性并使同类机床整个系列在加工能力变化时，具有高效的标准化组合。具备优良的排屑性能以减轻操作者劳动强度，并且易于维护保养以便有效延长机床使用寿命，使之创造更多的经济效益，已成为机床制造中首要综合性问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，具有较高的动静力刚度、适宜悬伸重无振颤切削，具有较高精度保持性、优良的导轨耐磨性、易制造、易维护保养及优良排屑性能等优点。

为了克服背景技术中存在的缺陷，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其中包括床身本体、工作台主钢导轨和辅助钢导轨。其工作台主钢导轨由前主钢导轨、中间主钢导轨和后主钢导轨组成，其特征在于：所述前主钢导轨为镶装平面钢的导轨，所述中间主钢导轨为镶装平面钢的导轨，所述后主钢导轨为镶装凸面钢的导轨，所述床身采用闭式截面加强肋结构。

优先地，所述用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身包括机床尾座和床鞍，所述中间主钢导轨为机床尾座和床鞍共用导轨。

优先地，所述后主钢导轨为高低相邻起伏的山型钢导轨。

优先地，所述床身本体为双封闭三角形截面与封闭矩形截面的组合结构。

优先地，所述的床身本体还包括床身主体中间主导轨，所述的床身本体中间主导轨支撑为单贯通过渡壁、双拱形加强肋和竖直加强肋的组合结构。

优先地，所述的床身本体还包括床身主体后主导轨，所述的床身本体后主导轨支撑为双封闭过渡壁结构。

优先地，所述的床身本体还包括床身主体前主导轨，所述床身本体中前主导轨与中间主导轨之间、中间主导轨与后主导轨之间均由多个封闭三角形箱形加强肋连接，其三角形箱形加强肋的夹角为60°。

优先地，所述床身本体中前主导轨与床身底部的中间部位连接组成排屑面，所述排屑面和所述床身之间的夹角为32°。

本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，解决了传统数控重型卧式车床床身的动静力刚度不足、悬伸重切削振颤、精度保持性欠佳、导轨耐磨性差、制造技术难度大、维护保养不方便及排屑困难等问题，从而大大提高的机床的加工精度和加工效率，延长了机床使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身一优选实施例的立体结构示意图；

图2为图1所示用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身的俯视图；

图3为图2沿着F-F方向的剖视示意图；

图4为图2沿着G-G方向的剖视示意图；

图5为图3沿着A-A方向的剖视示意图；

图6为图3沿着C-C方向的剖视示意图；

图7为图3沿着E-E方向的剖视示意图。

图中：1–床头箱安装底座；2–床身本体；3–前主钢导轨；4–中间主钢导轨；5–后主钢导轨；6–辅助钢导轨；7–接水盘；8–对接调整装置；9–水平辅助调整装置；10–排屑面；11–双拱形加强肋；12–双封闭过渡壁；13、14–三角形截面；15–矩形截面；16–单贯通过渡壁；17、19–三角形箱形加强肋；18–竖直加强肋。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1、图2和图5所示，一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身2，所述用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身为闭式截面加强肋结构，其包括：床头箱安装底座1、床身本体2、前主钢导轨3、中间主钢导轨4、后主钢导轨5、辅助钢导轨6、接水盘7、对接调整装置8和水平辅助调整装置9。本实施例中床头箱安装底座1与床身本体2通过螺栓连接；前主钢导轨3为镶装平面钢的导轨，其与床身本体2通过螺钉连接；中间主钢导轨4为镶装平面钢的导轨，其与床身本体2通过螺钉连接，销钉定位；后主钢导轨5为镶装凸面钢的导轨，其与床身本体2通过螺钉、双头螺栓连接，灌胶定位；辅助钢导轨6与床身本体2通过螺钉连接；接水盘7与床身本体2通过螺钉连接；对接调整装置8位于床头箱安装底座1端面与床身本体2端面之间，分布于床身前侧、顶部、后侧，对床头箱安装底座1与床身本体2的纵、横、竖三个方向连接的几何精度进行调整。

如图1所示，本实施例中床身本体2镶装了前主钢导轨3、中间主钢导轨4、后主钢导轨5，所有镶装的钢导轨可分离单独磨削加工并进行淬火处理。与传统的铸铁导轨整体加工相比降低了床身本体加工难度，同时大大提高了导轨的耐磨性和可维护性。

如图5所示，本实施例中后主钢导轨5采用山型导轨（亦称“平-山”钢导轨），具备优良的导向作用，因此可大大提高尾座移动对轴线的平行度，从而提高加工精度。

如图5所示，本实施例中辅助钢导轨6可对溜板箱、床鞍起良好的辅助支撑作用，从而大大抑制了悬伸加工时的重切削振颤，提高了零件加工的表面质量。

如图1和图5所示，本实施例中床身本体2采用镶装钢导轨组合，构成“平-平-平-‘山-平’”结构，机床尾座应用后主钢导轨5和部分中间主钢导轨4，床鞍和刀架应用前主钢导轨3与部分中间主钢导轨4及辅助钢导轨6，可使主轴中心线大大后移，主切削力始终落于床身截面内，有效降低了倾覆力矩对机床造成的影响，并大大抑制了悬伸加工时的重切削振颤，提高了零件加工的表面质量。

如图5所示，本实施例中床身本体2在中间主钢导轨4连续不间断壁上设置了水平辅助调整装置9，可对床身的中间主导轨水平进行调整，克服了传统结构仅能调整前、后主导轨水平的缺陷。

如图6所示，所述床身本体2采用了双封闭的三角形截面13、14与封闭矩形截面15组合的截面结构，大大提高床身的抗弯刚度和抗扭刚度，减小加工过程中床身的变形，从而使机床具备优良的工作精度和精度保持性。

如图4、图5和图7所示，本实施例中床身本体2的中间主钢导轨4支撑采用了单贯通过渡壁16、双拱形加强肋11和竖直加强肋18组合作用的截面结构，可增强中间主钢导轨4的刚性，从而有效抵抗加工时的动静力变形，提高加工精度。

如图5所示，本实施例中床身本体2的后主钢导轨5支撑采用了双封闭过渡壁12结构，在导轨悬伸处增加了一支撑壁，可有效抑制导轨弯曲变形，较之传统单臂结构（相当于悬臂梁），大大提高了导轨局部刚度5～6倍，从而很好的保证机床几何精度，提高工件加工精度。

如图3、图4所示，本实施例中床身本体2的前主钢导轨3与中间主钢导轨4之间、中间主钢导轨4与后主钢导轨5之间均采用了一系列封闭三角形箱形加强肋17、19连接，其夹角为60°，此结构可显著提高机床的抗扭刚度。

如图5所示，本实施例中床身本体2中前主导轨与床身底部的中间部位连接组成排屑面10，排屑面10和床身2之间的夹角为32°，该排屑面10利于碎屑的排出，降低了操作者劳动强度。

本实用新型床身在重型卧式车床中的应用也可推广至其他机床的床身，床身导轨组合构成“平-平-平-‘山-平’”结构，也可根据零件或刀具需求，改变为如“‘山-平’-平-平-平-”等组合结构。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，包括床身本体、工作台主钢导轨和辅助钢导轨，所述工作台主钢导轨包括前主钢导轨、中间主钢导轨和后主钢导轨，其特征在于：所述前主钢导轨为镶装平面钢的导轨，所述中间主钢导轨为镶装平面钢的导轨，所述后主钢导轨为镶装凸面钢的导轨，所述床身为闭式截面加强肋结构。

2.根据权利要求1所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身包括机床尾座和床鞍，所述中间主钢导轨为机床尾座和床鞍共用导轨。

3.根据权利要求1所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述后主钢导轨为高低相邻起伏的山型钢导轨。

4.根据权利要求1所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述床身本体为双封闭三角形截面与封闭矩形截面的组合结构。

5.根据权利要求4所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述的床身本体还包括床身主体中间主导轨，所述的床身本体中间主导轨支撑为单贯通过渡壁、双拱形加强肋和竖直加强肋的组合结构。

6.根据权利要求5所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述的床身本体还包括床身主体后主导轨，所述的床身本体后主导轨支撑为双封闭过渡壁结构。

7.根据权利要求6所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述的床身本体还包括床身主体前主导轨，所述床身本体中前主导轨与中间主导轨之间、中间主导轨与后主导轨之间均由多个封闭三角形箱形加强肋连接，其三角形箱形加强肋的夹角为60°。

8.  根据权利要求7所述的用于车床的闭式四导轨镶钢结构床身，其特征在于：所述床身本体中前主导轨与床身底部的中间部位连接组成排屑面，所述排屑面和所述床身之间的夹角为32°。

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