CN211103028U - 一种新型动梁式高精度加工中心 - Google Patents

Abstract

一种新型动梁式高精度加工中心，涉及加工中心领域，包括：底座，该底座上设有X轴导轨，X轴导轨上滑动安装有通过X轴丝杆驱动的工作台；位于X轴导轨两侧的底座上固定有横跨X轴导轨的门型立柱，门型立柱包括分别位于X轴导轨两侧的两立柱及一固定式横梁，两立柱上分别竖直设有Z轴导轨；移动式横梁，移动式横梁两端分别滑动安装在两立柱的Z轴导轨上，移动式横梁上设有水平的Y轴导轨，Y轴导轨上滑动安装有通过Y轴丝杆驱动的主轴箱，该主轴箱上竖直安装有主轴；安装于门型立柱上的驱动机构，该驱动机构能驱动移动式横梁沿Z轴导轨上下移动。本申请提供一种新型动梁式高精度加工中心，加工精度高、稳定性好，主轴刚性好，适合于大型工件加工。

Description

一种新型动梁式高精度加工中心

技术领域

本实用新型涉及加工中心领域，具体涉及一种新型动梁式高精度加工中心。

背景技术

目前的立式加工中心主要有以下几种：

1.定柱型：由底座、立柱、主轴箱构成C型结构，同时底座与床鞍和工作台构成十字滑台结构，这也是主流机型；

2.动柱形：工作台固定，主轴箱在立柱的侧面上下移动，立柱下面有十字滑台，立柱可沿X、Y两个方向移动；

3.龙门型：底座上有X轴导轨，工作台沿X轴导轨移动，在龙门的横梁上有Y轴导轨，滑座可以沿Y轴导轨移动，滑座上有垂直导轨(Z轴导轨)，主轴箱安装于Z轴导轨上，可沿Z轴导轨上下移动；

4.另外有一种动梁型龙门加工中心，横梁在立柱侧面，可沿立柱上的W轴导轨升降，横梁侧面有水平方向导轨为Y轴，滑座沿Y轴导轨移动，滑座侧面有垂直导轨(Z轴导轨)，主轴箱安装于Z轴导轨上，可沿Z轴导轨上下移动。

但上述立式加工中心各自存在缺陷：

1.目前主流的定柱型(俗称C型结构)的立式加工中心，虽然被普遍采用，但这种结构由于工作台处于十字滑台之上，当工作台移动到左右两边的极限位置时，都存在下垂现象，尤其是当工件较重时这种下垂更加明显，这样会导致加工精度受到影响，所以当工件很大很重且精度要求又很高时，这种结构的立式加工中心就显得力不从心了；

2.动柱形立式加工中心由于立柱本身较高，下面又有十字滑台，还要承担两个方向的移动，会导致立柱的整体稳定性较差，且由于立柱较高较重，不利于实现高速移动，因此普及率不高；

3.龙门型加工中心工作台下面虽然没有了十字滑台结构，适合大型、重型工件加工，但由于门架横梁必须有一定高度才不至于与较高的工件干涉，横梁侧面安装滑座，滑座侧面再安装主轴箱安装，由于滑座在垂直方向的尺寸不可能太大，为了保证主轴箱沿Z轴方向有足够的行程，不得不把主轴箱做得很长、很厚重。这样就有两方面问题：主轴在厚重的主轴箱上，主轴中心线距离横梁上的Y轴导轨距离较远(二者之间间还有Z轴导轨)，受力情况较差，难免有下垂现象，另外就是由于横梁有一定的高度，遇到较为扁平的工件时，主轴箱必须往下伸出滑座较长距离，刀具才能接触到工件，此时精度和刚性都会明显变差；

4.现有的动梁式龙门加工中心，横梁在立柱侧面，滑座在横梁侧面，主轴箱在滑座侧面，距离叠加后最终导致主轴中心距离立柱上的W轴导轨很远，比普通定梁式龙门还要远，受力状况很差，难免存在下垂现象，精度变差，很难适应精度要求高的场合，而且整个机构也不得不做得很大，成本也很高，所以动梁式龙门加工中心只适合于大型工件加工。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，对于精度要求较高的墙板类零件(例如印刷机、高档纺织机墙板)，尤其是不仅精度要求高、且重量较大的工件(例如精密模架、模具等)，本申请提供一种新型动梁式高精度加工中心，加工精度高、稳定性好，主轴刚性好，适合于大型工件加工。

为了实现上述技术效果，本实用新型的具体技术方案如下：

一种新型动梁式高精度加工中心，包括：

底座，该底座上设有X轴导轨，X轴导轨上滑动安装有通过X轴丝杆驱动的工作台；

位于X轴导轨两侧的底座上固定有横跨X轴导轨的门型立柱，门型立柱包括分别位于X轴导轨两侧的两立柱及一连接在两所述立柱之间的固定式横梁，两立柱上分别竖直设有Z轴导轨；

移动式横梁，移动式横梁两端分别滑动安装在两立柱的Z轴导轨上，移动式横梁上设有水平的Y轴导轨，Y轴导轨上滑动安装有通过Y轴丝杆驱动的主轴箱，该主轴箱上竖直安装有主轴；

安装于门型立柱上的驱动机构，该驱动机构能够驱动移动式横梁沿Z轴导轨上下移动。

进一步地，所述驱动机构包括设置于固定式横梁中段的Z轴电机座，该Z轴电机座上固定有Z轴电机，移动式横梁在对应Z轴电机的侧面上设有Z轴丝杆螺母座，Z轴电机通过其输出轴连接的Z轴丝杆与Z轴丝杆螺母座转动连接。

进一步地，所述驱动机构包括分别固定于两立柱上的Z轴电机，两所述Z轴电机通过其输出轴连接的Z轴丝杆分别与移动式横梁转动连接。

进一步地，每根立柱上设有两根Z轴导轨，两条Z轴导轨位于立柱的同一侧面的不同竖直面上。这种Z轴导轨的独特设计，相比于常见的位于同一平面上的两条Z轴导轨设计，使得移动式横梁在Z轴导轨上的滑动连接更加平稳，提高了主轴的稳定性及加工精度，刚性也大大提高。

进一步地，每根立柱上设有两根Z轴导轨，两条Z轴导轨位于立柱的两个侧面上。这种Z轴导轨的独特设计，相比于常见的位于同一平面上的两条Z轴导轨设计，使得移动式横梁在Z轴导轨上的滑动连接更加平稳，提高了主轴的稳定性及加工精度，刚性也大大提高。

进一步地，门型立柱中的两立柱、一固定式横梁为一体结构。

进一步地，所述底座呈T型或十字型结构，所述X轴导轨、门型立柱分别位于底座相互垂直的两条直线上。

一种新型动梁式高精度加工中心的工作原理：

在机床加工过程中，工作台沿X轴导轨前后移动，主轴箱沿Y轴导轨左右移动，Z轴电机驱动Z轴丝杆，然后带动移动式横梁沿Z轴导轨上下移动，主轴箱随着移动式横梁上下移动。

主轴在主轴箱上，可装上切削刀具，带动刀具旋转，主轴箱自身在Y轴丝杆驱动下沿Y轴导轨左右移动，主轴箱随移动式横梁沿Z轴导轨上下移动，配合工作台沿X轴导轨方向前后移动，可对工作台上的工件进行切削。

依据上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1.本实用新型的加工中心没有一般立式加工中心的十字滑台，避免了工作台移动到X轴导轨两端时的下倾现象，改善了加工精度，尤其是工件重量较大时，精度保证方面优势更加明显；

2.本加工中心避免了一般定梁式龙门加工中心在加工较为扁平的工件时，主轴箱往下伸出过长、导致刚性下降、精度下降的现象；

3.本加工中心的Y轴导轨直接移动主轴箱，相比于经过滑座，改善了一般动梁式龙门加工中心主轴中心悬出去距离较远的问题，能更好地保证精度和刚性；

4.本实用新型对于加工高精度板类零件、以及高精度模架、模具的加工，本实用新型的结构在加工精度保证方面具有明显的优势，尤其是在工件重量较大的场合。

附图说明

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

图1为本实用新型的一结构示意图；

图2为本实用新型的另一结构示意图；

图3为图1中的Z轴导轨与移动式横梁的连接示意图；

图4为本实用新型中的Z轴导轨与移动式横梁的另一种连接示意图；

其中，1、底座；2、X轴导轨；3、X轴丝杆；4、工作台；5、门型立柱；51、立柱；52、固定式横梁；6、Z轴导轨；7、移动式横梁；8、Y轴导轨；9、Y轴丝杆；10、主轴箱；11、主轴；12、Z轴电机座；13、Z轴电机；14、Z轴丝杆螺母座；15、Z轴丝杆。

具体实施方式

为使本实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实施方式中的附图，对本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示，一种新型动梁式高精度加工中心，包括：

底座1，该底座1上设有X轴导轨2，X轴导轨2上滑动安装有通过X轴丝杆3驱动的工作台4，当然X轴丝杆3的转动需要配备常见的电机，X轴丝杆3可驱动工作台4沿X轴导轨2前后移动。

位于X轴导轨2两侧的底座1上固定有横跨X轴导轨2的门型立柱5，门型立柱5包括分别位于X轴导轨2两侧的两立柱51及一连接在两所述立柱51之间的固定式横梁52，两立柱51、一固定式横梁52为一体结构；如图3所示，两立柱51上分别竖直设有两根Z轴导轨6，两条Z轴导轨6位于立柱51的同一侧面的不同竖直面上；另外，两条Z轴导轨6的分布可以有其他形式，如图4所示，两条Z轴导轨6位于立柱51的两个侧面上。

移动式横梁7，移动式横梁7两端分别滑动安装在两立柱51的Z轴导轨6上，移动式横梁7上设有水平的Y轴导轨8，Y轴导轨8上滑动安装有通过Y轴丝杆9驱动的主轴箱10，当然Y轴丝杆9的转动需要配备常见的电机,Y轴丝杆9可驱动主轴箱10沿Y轴导轨8左右移动，该主轴箱10上竖直安装有主轴11。

安装于门型立柱5上的驱动机构，该驱动机构能够驱动移动式横梁7沿Z轴导轨6上下移动，其中，驱动机构包括设置于固定式横梁52中段的Z轴电机座12，该Z轴电机座12上固定有Z轴电机13，移动式横梁7在对应Z轴电机13的侧面上设有Z轴丝杆螺母座14，Z轴电机13通过其输出轴连接的Z轴丝杆15与Z轴丝杆螺母座14转动连接。

另外，所述底座1呈T型或十字型结构，所述X轴导轨2、门型立柱5分别位于底座1相互垂直的两条直线上。

实施例二

如图2所示，一种新型动梁式高精度加工中心，包括：

底座1，该底座1上设有X轴导轨2，X轴导轨2上滑动安装有通过X轴丝杆3驱动的工作台4。

位于X轴导轨2两侧的底座1上固定有横跨X轴导轨2的门型立柱5，门型立柱5包括分别位于X轴导轨2两侧的两立柱51及一连接在两所述立柱51之间的固定式横梁52，两立柱51、一固定式横梁52为一体结构；如图3所示，两立柱51上分别竖直设有两根Z轴导轨6，两条Z轴导轨6位于立柱51的同一侧面的不同竖直面上。

移动式横梁7，移动式横梁7两端分别滑动安装在两立柱51的Z轴导轨6上，移动式横梁7上设有水平的Y轴导轨8，Y轴导轨8上滑动安装有通过Y轴丝杆9驱动的主轴箱10，该主轴箱10上竖直安装有主轴11。

安装于门型立柱5上的驱动机构，该驱动机构能够驱动移动式横梁7沿Z轴导轨6上下移动，其中，驱动机构包括分别固定于两立柱51上的Z轴电机13，两所述Z轴电机13通过其输出轴连接的Z轴丝杆15分别与移动式横梁7转动连接。

另外，所述底座1呈T型或十字型结构，所述X轴导轨2、门型立柱5分别位于底座1相互垂直的两条直线上。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，包括：

底座(1)，该底座(1)上设有X轴导轨(2)，X轴导轨(2)上滑动安装有通过X轴丝杆(3)驱动的工作台(4)；

位于X轴导轨(2)两侧的底座(1)上固定有横跨X轴导轨(2)的门型立柱(5)，门型立柱(5)包括分别位于X轴导轨(2)两侧的两立柱(51)及一连接在两所述立柱(51)之间的固定式横梁(52)，两立柱(51)上分别竖直设有Z轴导轨(6)；

移动式横梁(7)，移动式横梁(7)两端分别滑动安装在两立柱(51)的Z轴导轨(6)上，移动式横梁(7)上设有水平的Y轴导轨(8)，Y轴导轨(8)上滑动安装有通过Y轴丝杆(9)驱动的主轴箱(10)，该主轴箱(10)上竖直安装有主轴(11)；

安装于门型立柱(5)上的驱动机构，该驱动机构能够驱动移动式横梁(7)沿Z轴导轨(6)上下移动。

2.如权利要求1所述的一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，所述驱动机构包括设置于固定式横梁(52)中段的Z轴电机座(12)，该Z轴电机座(12)上固定有Z轴电机(13)，移动式横梁(7)在对应Z轴电机(13)的侧面上设有Z轴丝杆螺母座(14)，Z轴电机(13)通过其输出轴连接的Z轴丝杆(15)与Z轴丝杆螺母座(14)转动连接。

3.如权利要求1所述的一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，所述驱动机构包括分别固定于两立柱(51)上的Z轴电机(13)，两所述Z轴电机(13)通过其输出轴连接的Z轴丝杆(15)分别与移动式横梁(7)转动连接。

4.如权利要求1所述的一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，每根立柱(51)上设有两根Z轴导轨(6)，两条Z轴导轨(6)位于立柱(51)的同一侧面的不同竖直面上。

5.如权利要求1所述的一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，每根立柱(51)上设有两根Z轴导轨(6)，两条Z轴导轨(6)位于立柱(51)的两个侧面上。

6.如权利要求1至5中任一项所述的一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，门型立柱(5)中的两立柱(51)、一固定式横梁(52)为一体结构。

7.如权利要求1所述的一种新型动梁式高精度加工中心，其特征在于，所述底座(1)呈T型或十字型结构，所述X轴导轨(2)、门型立柱(5)分别位于底座(1)相互垂直的两条直线上。

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