CN205129392U - 一种大型高架桥式龙门五面体加工中心 - Google Patents

一种大型高架桥式龙门五面体加工中心 Download PDF

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Abstract

一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,包括工作台(1)、左高架桥和右高架桥(2)、可沿加工中心坐标系X轴移动的连接座(6)、跨装在两边连接座上的横梁(7)、可沿Y轴移动的滑座(16)、可沿Z轴移动的滑枕(12)、主轴箱(21)、平衡油缸(17);所述连接座分别通过固装在侧梁(2b)顶部的X轴直线导轨(4)和X轴丝杆机构(5)配装在左高架桥和右高架桥上;所述滑座通过分别固装在横梁顶面和正面上部的一对Y轴直线导轨(8)以及横梁正面下部Y轴丝杆机构(9)配装在横梁正面;所述滑枕通过固装在自身外侧的Z轴直线导轨(18)以及Z轴丝杆机构(15)配装在滑座上。本实用新型易于加工制造,使用性能稳定。

Description

一种大型高架桥式龙门五面体加工中心
技术领域
本实用新型涉及大型龙门式加工机床技术领域。
背景技术
龙门机床有多种分类形式。按龙门架是否移动,分为龙门固定工作台移动式和工作台固定龙门移动式;按横梁是否在立柱上运动,分为动梁式和定梁式;横梁在高架床身上移动的称为高架式;按机床净重和工作台承载能力,分为轻型、中型和重型(超重型)等。
传统的大型龙门机床,受理论、技术、工艺、资金、成本、周期、需求等的限制,产品多以龙门固定工作台移动式为主,该类机床表现为:工作时,龙门柱(架)固定,工作台装载工件沿导轨纵向进给。随着技术的进步和需求的提升,此类机床缺点逐渐凸显:由于动件中工作台和(重型、大型)工件等的质量较大,因此难以获得较高的速度和加速度。另外,由于工件质量变化范围较大,造成X轴驱动控制较困难,工件的加工精度和表面质量不高且不够稳定;纵向加工区域位于机床中心(床身中心),造成床身长度约为工作台的两倍,受工作台和工作场地长度的限制,日渐难以满足大型复杂型面的高速、高精加工。
近年国内市场上出现了一些新型、升级和替代产品,主要为工作台固定龙门移动式,该类机床表现为:工作时,工作台和工件固定,龙门柱(架)沿导轨纵向进给。此类机床具有的优点是:占地面积较小,承载能力较大,龙门行程可达20多米,便于加工特长或特重的工件,工作台常与床身整体铸出,龙门框架纵向运动的驱动力矩等值不变,不受工作台和工件质量变化的影响,从而保证了加工精度和机床的动态响应性能。其中,高架桥式龙门五面体加工中心在结构上进一步优化,性能进一步提升。该类机床表现为:龙门由左右连接板和横梁连接构成并在由下部立柱和上部侧梁组成的左右高架桥上沿导轨纵向进给,动件质量更轻,故更易获得较高的速度和加速度。动件刚性更高,故精度也显著提高。并采用高速主轴、多功能宽调速大功率滑枕式镗铣头、多功能附件铣头等并朝自动装卸方向发展。工件高度变化范围可更大。该类机床日渐广泛用于船舶、航空航天、大型汽车模具加工、大型矿业冶金成套设备、风力发电机制造和工程机械等行业,也可以用于加工装备制造业重型、大型工件的高速、高精度加工。然而,大型高架桥式龙门五面体加工中心尽管具有加工跨距大、加工效率高、刚度高、加工精度高等特点,但是,由于机床自身的工作台、床身、高架桥、横梁等超大件相应较多,需采用大型加工设备以实现整体加工,并且由于在侧梁上设置两个直线导轨,导轨磨损严重,易引起精度降低,已日渐不能满足需求。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的不足,提供一种更易加工制造,更易降低生产成本,使用性能更稳定的大型高架桥式龙门五面体加工中心。
本实用新型的目的通过如下技术方案实现:
一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,包括工作台、对称安装于工作台两侧由下部立柱和上部侧梁组成的左高架桥和右高架桥、分别配装在左高架桥和右高架桥上可沿加工中心坐标系X轴移动的连接座、跨装在两边连接座上的横梁、配装在横梁正面可沿加工中心坐标系Y轴移动的滑座、配装在滑座上可沿加工中心坐标系Z轴移动的滑枕、固装在滑枕底部的主轴箱、与滑座和滑枕成套配装的平衡油缸,所述连接座分别通过固装在侧梁顶部的X轴直线导轨和X轴丝杆机构配装在左高架桥和右高架桥上;所述X轴丝杆机构包括固装在侧梁顶部的X轴丝杆和配装在连接座底部端面的X轴丝杆螺母,X轴丝杆螺母套装在X轴丝杆上并由固装在横梁背面的X轴电机通过X轴皮带传动机构带动X轴丝杆螺母正反转,从而带动连接座和横梁往复移动,并实现对X轴采用双丝杆机构和双电机同步驱动;所述滑座通过分别固装在横梁顶面和正面上部的一对Y轴直线导轨以及横梁正面下部Y轴丝杆机构配装在横梁正面;所述Y轴丝杆机构包括固装在横梁正面的Y轴丝杆和配装在滑座背面的Y轴丝杆螺母,Y轴丝杆螺母套装在Y轴丝杆上并由固装在滑座侧面的Y轴电机通过Y轴皮带传动机构带动Y轴丝杆螺母正反转,从而带动滑座往复移动;所述滑枕通过固装在滑枕自身外侧的Z轴直线导轨以及Z轴丝杆机构配装在滑座上;所述Z轴丝杆机构包括配装在滑座正面的Z轴丝杆和固装在滑枕背面的Z轴丝杆螺母,Z轴丝杆螺母套装在Z轴丝杆上并由固装在滑座顶部的Z轴电机通过Z轴联轴器带动Z轴丝杆正反转,从而带动滑枕沿Z轴上下移动。
本实用新型在侧梁顶部固装有X轴丝杆支撑直线导轨并配装X轴丝杆支撑。所述X轴直线导轨、Y轴直线导轨、Z轴直线导轨通过单侧且均匀分布设置的线轨压紧块进行调整定位。在X轴直线导轨两端设置有第一限位机构。在横梁顶面或正面上部的Y轴直线导轨两端设置有第二限位机构。
本实用新型对X轴采用双丝杆机构和双电机同步驱动,从而有效减小了导轨磨损。横梁采用合理的导轨结构,在横梁顶面和正面上部的各设置一根Y轴直线导轨,在横梁顶面设置的直线导轨可以承受主轴部件的重量,在横梁正面上部的直线导轨可以克服工作时产生的切削力,这两组直线导轨互相平行但安装面相互垂直,可以更好地承受空间上两个相互垂直的重力和切削力,更加平稳地支撑主轴部件,极大地提高了机床工作时的稳定性。此外,横梁质量较小,减小了移动质量和运动惯量,有利于提高机床的速度、加速度,减小电机功率,横梁沿X轴、滑座沿Y轴、滑枕沿Z轴均可实现快速移动,移动速度可达20m/min。此外,X轴丝杆机构、Y轴丝杆机构均可采用丝杆固定不动而由丝杆螺母旋转带动运动部件移动的方式,从而使丝杆刚性增强1.5倍,最大许可临界转速提高,轴向负荷承受力增强。在设计和装配过程,对各个丝杆均施加较大的预拉力,可使丝杆的刚性大大提高。只要各个丝杆螺母的设计长度不要过长,就可确保转动过程比较平稳,不易爬行和振动,精度、刚性,驱动性能优异。本实用新型便于加工制造,可降低生产成本,减少场地占用,使用性能更好。
本实用新型采用在左高架桥和右高架桥上分别固装一对共计四根相同的X轴直线导轨,极大地降低了单根导轨的承重和磨损,提高了工作平稳性和精度,延长了使用寿命。
下面结合说明书附图进一步阐述本实用新型的内容。
附图说明
图1为本实用新型的正面结构立体示意图;
图2为本实用新型的背面结构立体示意图;
图3为本实用新型的连接座的背面立体示意图;
图4为本实用新型的滑座的背面立体示意图;
图5为本实用新型的滑枕的背面立体示意图。
具体实施方式
如图1~图5所示,本实用新型包括固装的工作台1、对称固装在工作台1两侧由下部立柱2a和上部侧梁2b组成的整体结构式左高架桥和右高架桥2、分别配装在左高架桥和右高架桥2上可沿加工中心坐标系X轴移动的连接座6、跨装在两边连接座6上的横梁7、配装在横梁7正面可沿加工中心坐标系Y轴移动的滑座16、配装在滑座16上可沿加工中心坐标系Z轴移动的滑枕12、固装在滑枕12底部的主轴箱21、与滑座16和滑枕12成套配装的平衡油缸17。滑枕12通过平衡油缸机构17保持平衡。所述连接座6分别通过固装在侧梁2b顶部的X轴直线导轨4和X轴丝杆机构5配装在左高架桥和右高架桥2上;所述X轴丝杆机构5包括固装在侧梁2b顶部的X轴丝杆5a和配装在连接座6底部端面的X轴丝杆螺母5b,X轴丝杆螺母5b套装在X轴丝杆5a上并由固装在横梁7背面的X轴电机22通过X轴皮带传动机构23带动X轴丝杆螺母5b正反转,从而带动连接座6和横梁7往复移动,并通过控制系统实现对X轴采用双丝杆机构5和双电机22同步驱动。在侧梁2b顶部固装有X轴丝杆支撑直线导轨24并配装X轴丝杆支撑25,其作用是降低丝杆下垂度,提高丝杆的极限转速(提高快速进给速度),有利于提高丝杆的定位精度和重复定位精度。所述滑座16通过分别固装在横梁7顶面和正面上部的一对Y轴直线导轨8以及横梁7正面下部Y轴丝杆机构9配装在横梁7正面;所述Y轴丝杆机构9包括固装在横梁7正面的Y轴丝杆9a和配装在滑座16背面的Y轴丝杆螺母9b,Y轴丝杆螺母9b套装在Y轴丝杆9a上并由固装在滑座16侧面的Y轴电机10通过Y轴皮带传动机构11带动Y轴丝杆螺母9b正反转,从而带动滑座16往复移动。所述滑枕12通过固装在自身外侧的Z轴直线导轨18以及Z轴丝杆机构15配装在滑座16上;所述Z轴丝杆机构15包括配装在滑座16正面的Z轴丝杆15a和固装在滑枕12背面的Z轴丝杆螺母15b,Z轴丝杆螺母15b套装在Z轴丝杆15a上并由固装在滑座16顶部的Z轴电机14通过Z轴联轴器13带动Z轴丝杆15a正反转,从而带动滑枕12沿Z轴上下移动。X轴直线导轨4、Y轴直线导轨8、Z轴直线导轨18均可通过单侧均匀分布设置的线轨压紧块20进行调整定位。在X轴直线导轨4两端设置有第一限位机构3。在横梁7顶面或正面上部的Y轴直线导轨8两端设置有第二限位机构19。

Claims (5)

1.一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,包括工作台(1)、对称安装于工作台(1)两侧由下部立柱(2a)和上部侧梁(2b)组成的左高架桥和右高架桥(2)、分别配装在左高架桥和右高架桥(2)上可沿加工中心坐标系X轴移动的连接座(6)、跨装在两边连接座(6)上的横梁(7)、配装在横梁(7)正面可沿加工中心坐标系Y轴移动的滑座(16)、配装在滑座(16)上可沿加工中心坐标系Z轴移动的滑枕(12)、固装在滑枕(12)底部的主轴箱(21)、与滑座(16)和滑枕(12)成套配装的平衡油缸(17),其特征在于:所述连接座(6)分别通过固装在侧梁(2b)顶部的X轴直线导轨(4)和X轴丝杆机构(5)配装在左高架桥和右高架桥上;所述X轴丝杆机构(5)包括固装在侧梁(2b)顶部的X轴丝杆(5a)和配装在连接座(6)底部端面的X轴丝杆螺母(5b),X轴丝杆螺母(5b)套装在X轴丝杆(5a)上并由固装在横梁(7)背面的X轴电机(22)通过X轴皮带传动机构(23)带动X轴丝杆螺母(5b)正反转,从而带动连接座(6)和横梁(7)往复移动,并实现对X轴采用双丝杆机构(5)和双电机(22)同步驱动;所述滑座(16)通过分别固装在横梁(7)顶面和正面上部的一对Y轴直线导轨(8)以及横梁(7)正面下部Y轴丝杆机构(9)配装在横梁正面;所述Y轴丝杆机构(9)包括固装在横梁(7)正面的Y轴丝杆(9a)和配装在滑座(16)背面的Y轴丝杆螺母(9b),Y轴丝杆螺母(9b)套装在Y轴丝杆(9a)上并由固装在滑座(16)侧面的Y轴电机(10)通过Y轴皮带传动机构(11)带动Y轴丝杆螺母(9b)正反转,从而带动滑座(16)往复移动;所述滑枕(12)通过固装在自身外侧的Z轴直线导轨(18)以及Z轴丝杆机构(15)配装在滑座(16)上;所述Z轴丝杆机构(15)包括配装在滑座(16)正面的Z轴丝杆(15a)和固装在滑枕(12)背面的Z轴丝杆螺母(15b),Z轴丝杆螺母(15b)套装在Z轴丝杆(15a)上并由固装在滑座(16)顶部的Z轴电机(14)通过Z轴联轴器(13)带动Z轴丝杆(15a)正反转,从而带动滑枕(12)沿Z轴上下移动。
2.根据权利要求1所述的一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,其特征在于,在侧梁(2b)顶部固装有X轴丝杆支撑直线导轨(24)并配装X轴丝杆支撑(25)。
3.根据权利要求1或2所述的一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,其特征在于,所述X轴直线导轨(4)、Y轴直线导轨(8)、Z轴直线导轨(18)通过单侧且均匀分布设置的线轨压紧块(20)进行调整定位。
4.根据权利要求1或2所述的一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,其特征在于,在X轴直线导轨(4)两端设置有第一限位机构(3)。
5.根据权利要求1或2所述的一种大型高架桥式龙门五面体加工中心,其特征在于,在横梁顶面或正面上部的Y轴直线导轨(8)两端设置有第二限位机构(19)。
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