CN205111280U - 立式加工中心圆柱型立柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的立式加工中心圆柱型立柱，包括立柱本体，立柱本体包括内圆柱和设置在内圆柱外侧的矩形外框，内圆柱的横截面为封闭的环形截面，内圆柱与矩形外框通过若干筋板相连，矩形外框的前侧对称设置有导轨安装部，导轨安装部上安装有导轨，矩形外框的底部对称设置有斜筋，安装后，斜筋的底端与立式加工中心床身固定连接；区别于传统箱型立柱承受弯曲和扭转载荷，本实用新型在不增加自身重量的前提下，能够以较小的材料重量提供较大的立柱抗扭和抗弯刚性，将弯曲和扭转载荷转换为以拉、压力为主的载荷，从而提高板壁的固有频率，减少板壁的振颤、弯曲和扭转，在基本消除扭转变形、降低弯曲变形的同时，其刚性——重量比大大高于传统箱型立柱。

Description

立式加工中心圆柱型立柱

技术领域

本实用新型涉及一种立柱，具体是一种立式加工中心圆柱型立柱。

背景技术

立柱是立式加工中心的重要组成部分，连接工作台和主轴，其抗扭及抗弯性是保证整台立式加工中心精度的关键。现有常见立柱的外观图见图1～图5，其立柱1是横截面形状为矩形的箱型结构，现有设计常采用加大立柱1壁厚或立柱1内部增加筋板2的方式来提高其刚性，但这两种方法的通病在于刚性有限提高的同时立柱重量的激增，即刚性——重量比太低。图1示出了立柱在使用中的受力情况，其中X向力与Y向力为主轴对工件的切削反力，Z向力由切削反力与主轴部件重力共同构成，立柱所受三方向力与各自的力臂即导致了图2中所示的作用于立柱的三向弯矩，与三方向力相对应，三向弯矩分别为Mx、My和Mz。现有箱型立柱，无论是加大立柱壁厚或是增加筋板，在受到图1所示三向力和图2所示三向弯矩后，立柱都将产生较大的左右、前后及扭转变形，图3-图5为立柱变形后外观图，这三种变形直接影响主轴，造成机床整机加工精度下降。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种刚性——重量比较大的立式加工中心圆柱型立柱，能够以较小的材料重量提供较大的立柱抗扭和抗弯刚性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：立式加工中心圆柱型立柱，包括立柱本体，所述的立柱本体包括内圆柱和设置在所述的内圆柱外侧的矩形外框，所述的内圆柱的横截面为封闭的环形截面，所述的内圆柱与所述的矩形外框通过若干筋板相连，所述的矩形外框的前侧对称设置有导轨安装部，所述的导轨安装部上安装有导轨，所述的矩形外框的底部对称设置有斜筋，安装后，所述的斜筋的底端与立式加工中心床身固定连接。

本实用新型的立柱，其矩形外框的主要作用是构造立柱外形及安装导轨，安装后在立式加工中心工作过程中，筋板将矩形外框所受的力及弯矩传递至内圆柱，实际由内圆柱承受力及弯矩，抵抗立柱的变形，从而使立柱产生左右、前后弯曲变形的X向力、Y向力、Z向力、X向力矩Mx、Z向力矩Mz以及使立柱产生扭转变形的Y向力矩My最终均由内圆柱承受。由于内圆柱的横截面为封闭的环形截面，因此区别于传统箱型立柱承受弯曲和扭转载荷，本实用新型立柱将弯曲和扭转载荷转换为以拉、压力为主的载荷，从而可提高板壁的固有频率，减少板壁的振颤、弯曲和扭转，在基本消除扭转变形、降低弯曲变形的同时，其刚性——重量比大大高于传统箱型立柱。

所述的筋板包括第一筋板、第二筋板和第三筋板，所述的矩形外框的四角与所述的内圆柱通过所述的第一筋板相连，所述的矩形外框的四边与所述的内圆柱通过所述的第二筋板相连，所述的导轨安装部与所述的内圆柱通过所述的第三筋板相连。在保证立柱刚性和强度的基础上，第一筋板、第二筋板和第三筋板的设计，能够减少立柱的用料，起到较好的减重作用。

所述的第一筋板设置在所述的矩形外框的对角面上，所述的第二筋板设置在所述的矩形外框的对称面上，所述的第三筋板与临近的第一筋板平行，以便将矩形外框所受的力及弯矩可靠、有效地传递至内圆柱，确保扭转及弯曲变形的消除。

所述的内圆柱、所述的矩形外框、所述的导轨安装部和所述的若干筋板一体设置。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型提供的立式加工中心圆柱型立柱，区别于传统箱型立柱承受弯曲和扭转载荷，本实用新型在不增加自身重量的前提下，能够以较小的材料重量提供较大的立柱抗扭和抗弯刚性，将弯曲和扭转载荷转换为以拉、压力为主的载荷，从而提高板壁的固有频率，减少板壁的振颤、弯曲和扭转，在基本消除扭转变形、降低弯曲变形的同时，其刚性——重量比大大高于传统箱型立柱。

附图说明

图1为传统立柱使用时的受力示意图；

图2为传统立柱使用时所受弯矩示意图；

图3为传统立柱的X向变形示意图；

图4为传统立柱的Y向变形示意图（对应于图3的俯视图）；

图5为传统立柱的Z向变形示意图（对应于图3的左视图）；

图6为实施例立柱的正视图；

图7为图6中A-A剖视图；

图8为图6中B-B剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例的立式加工中心圆柱型立柱，如图6-8所示，包括立柱本体1，立柱本体1包括内圆柱2和设置在内圆柱2外侧的矩形外框3，内圆柱2的横截面为封闭的环形截面，内圆柱2与矩形外框3通过十块筋板相连，矩形外框3的前侧对称设置有导轨安装部31，导轨安装部31上安装有导轨5，矩形外框3的底部对称设置有斜筋32，内圆柱2、矩形外框3、导轨安装部31和十块筋板一体设置。

以上具体实施例中，十块筋板包括四块第一筋板41、四块第二筋板42和两块第三筋板43，矩形外框3的四角与内圆柱2通过四块第一筋板41相连，第一筋板41设置在矩形外框3的对角面上，矩形外框3的四边与内圆柱2通过四块第二筋板42相连，第二筋板42设置在矩形外框3的对称面上，导轨安装部31与内圆柱2通过两块第三筋板43相连，第三筋板43与临近的第一筋板41平行。

以上立柱安装后，斜筋32的底端与立式加工中心床身（图中未示出）固定连接。安装后在立式加工中心工作过程中，十块筋板将矩形外框3所受的力及弯矩传递至内圆柱2，实际由内圆柱2承受力及弯矩，抵抗立柱的变形，从而使立柱产生左右、前后弯曲变形的X向力、Y向力、Z向力、X向力矩Mx、Z向力矩Mz以及使立柱产生扭转变形的Y向力矩My最终均由内圆柱2承受。立柱将弯曲和扭转载荷转换为以拉、压力为主的载荷，从而基本消除扭转变形、降低弯曲变形。

Claims (4)

1.立式加工中心圆柱型立柱，包括立柱本体，其特征在于所述的立柱本体包括内圆柱和设置在所述的内圆柱外侧的矩形外框，所述的内圆柱的横截面为封闭的环形截面，所述的内圆柱与所述的矩形外框通过若干筋板相连，所述的矩形外框的前侧对称设置有导轨安装部，所述的导轨安装部上安装有导轨，所述的矩形外框的底部对称设置有斜筋，安装后，所述的斜筋的底端与立式加工中心床身固定连接。

2.根据权利要求1所述的立式加工中心圆柱型立柱，其特征在于所述的筋板包括第一筋板、第二筋板和第三筋板，所述的矩形外框的四角与所述的内圆柱通过所述的第一筋板相连，所述的矩形外框的四边与所述的内圆柱通过所述的第二筋板相连，所述的导轨安装部与所述的内圆柱通过所述的第三筋板相连。

3.根据权利要求2所述的立式加工中心圆柱型立柱，其特征在于所述的第一筋板设置在所述的矩形外框的对角面上，所述的第二筋板设置在所述的矩形外框的对称面上，所述的第三筋板与临近的第一筋板平行。

4.根据权利要求1所述的立式加工中心圆柱型立柱，其特征在于所述的内圆柱、所述的矩形外框、所述的导轨安装部和所述的若干筋板一体设置。