CN211867119U - 高精度花岗岩龙门横梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度花岗岩龙门横梁，包括长方体形状的横梁本体，所述横梁本体由花岗岩一体加工形成，所述横梁本体的中心设有沿其轴线方向的通孔，所述横梁本体的前侧面即传动机构装配面上设有直线导轨安装孔，所述横梁本体的后侧面上加工有减重槽。该高精度花岗岩龙门横梁是一种全新结构的高精度花岗岩龙门横梁，结构简单、加工容易，且不受环境温湿度的制约，具有很好的强度和刚性，很低的成本下就容易获得比金属更高的加工精度，而且不会生锈和发生任何的化学反应，具有很好的稳定性能，特别适合于高腐蚀性和高污染的工作环境。

Description

高精度花岗岩龙门横梁

技术领域

本实用新型工业加工设备技术领域，具体的说是涉及一种高精度花岗岩龙门横梁，主要用于机床设备加工。

背景技术

目前，市场上主流的工业加工设备，绝大部分采用的都是移动龙门双驱的结构形式，即运动轴系全部安装在机床的床身上，需要加工的工件固定在底座上，轴系带动横梁运动完成加工过程，如两个平行的Y轴安装在设备床身底座上，X轴横梁则通过螺钉安装在两个Y轴的动板上，形成一个龙门结构，刀具或者其他加工设备则安装在X轴上，并可以在X、Y(Z方向一般只能根据工件的高低手动调整)两个方向的有效范围内运动。这种结构的优点是工件固定不动，即工件的大小和重量不会对加工过程产生任何影响。现有主要的横梁加工形式有：金属一体加工成型、箱体焊接后机加工、开模铸造后精加工，常用的横梁材料有：铝合金、钛合金、碳纤维、碳钢和铸铁等。这些结构适用于不同的领域，各自有各自的特点和优缺点，主要体现在精度高的则成本很高，刚性好的则重量较大。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种高精度花岗岩龙门横梁，采用花岗岩材质一体加工模式，通过深孔钻的加工方式，去除多余的材料，既保证了结构的强度和刚性，又大大减小了横梁的重量，特别适用于高精度机床的加工。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度花岗岩龙门横梁，包括长方体形状的横梁本体，所述横梁本体由花岗岩一体加工形成，所述横梁本体的中心设有沿其轴线方向的通孔，所述横梁本体的前侧面即传动机构装配面上设有直线导轨安装孔，所述横梁本体的后侧面上加工有减重槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述通孔为腰圆形通孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述横梁本体的后侧面和上侧面的夹角去除形成所述减重槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述减重槽的截面为L型。

作为本实用新型的进一步改进，所述横梁本体的底面即横梁安装固定面上设有安装孔。

本实用新型的有益效果是：该高精度花岗岩龙门横梁是一种全新结构的高精度花岗岩龙门横梁，结构简单、加工容易，且不受环境温湿度的制约，具有很好的强度和刚性，很低的成本下就容易获得比金属更高的加工精度，而且不会生锈和发生任何的化学反应，具有很好的稳定性能，特别适合于高腐蚀性和高污染的工作环境。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的另一视角结构示意图；

图3为花岗岩横梁受力变形图；

图4为铝合金横梁受力变形图；

图5为铝铣横梁横梁受力变形图。

结合附图，作以下说明：

1——横梁本体； 2——通孔；

3——直线导轨安装孔； 4——减重槽；

5——传动机构装配面； 6——横梁安装固定面；

7——安装孔。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

参阅图1-2，为本实用新型所述的一种高精度花岗岩龙门横梁，包括长方体形状的横梁本体1，横梁本体1由花岗岩一体加工形成，横梁本体1的中心加工有沿其轴线方向的通孔2，该通孔优选为腰圆形通孔，可以减轻横梁重量，又保持横梁刚性。横梁本体1的前侧面即传动机构装配面5上设有直线导轨安装孔3，用于安装传动机构。横梁本体1的底面即横梁安装固定面6上设有安装孔7，用于横梁的安装固定，以便将横梁和设备机架或其他传动装置固定在一起。

为了进一步降低横梁重量，横梁本体1的后侧面和上侧面的夹角去除形成L型的减重槽4。

该高精度花岗岩龙门横梁在加工时，首先采用龙门铣床铣出花岗岩本体即横梁本体1和减重槽4，然后用深孔钻同时从横梁本体1两侧加工腰圆形通孔，最后人工用金刚砂磨削传动机构装配面5和横梁安装固定面6即可。

以相同外形尺寸(长宽高＝900*90*150mm)的铝横梁和本实用新型所述的花岗岩横梁在同样的负载下的变形量的有限元分析情况参阅图3所示，从图中可以看出在相同的负载(120N)和受力位置，此结构的花岗岩横梁最大变形量为0.5781um，其总重量约为26.4kg，铝合金横梁的最大变形量为1.101um，其总质量为23.2kg，说明在质量增加不大的情况下花岗岩横梁的刚性几乎是铝合金横梁的一倍。

下面分析传统减重方式加工的铝横梁(长宽高和上述花岗岩横梁相同)，如图4所示，该横梁采用铣床加工，为保证强度并减少重量一般会在背部铣出三角形状的凹槽8，其加工后的重量控制在11.6kg，重量约为花岗岩横梁的一半不到，其两个加工面(传动机构装配面5和横梁安装固定面6)平面度的最高加工精度约为0.01mm，花岗岩横梁平面度的最高加工精度可达到0.001mm，而铝铣横梁的加工时间和加工成本几乎是花岗岩横梁的两倍；在同样的位置施加同样的负载(120N)，铝铣横梁其变形如图5所示，最大变形量约为2.485um，是花岗岩横梁的4倍多，由此可见，在要求控制重量和精度要求不高的情况下可以采用该铝铣横梁。

由此可见，该高精度花岗岩龙门横梁是一种全新结构的高精度花岗岩龙门横梁，结构简单、加工容易，且不受环境温湿度的制约，具有很好的强度和刚性，很低的成本下就容易获得比金属更高的加工精度，而且不会生锈和发生任何的化学反应，具有很好的稳定性能，特别适合于高腐蚀性和高污染的工作环境。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种高精度花岗岩龙门横梁，包括长方体形状的横梁本体(1)，其特征在于：所述横梁本体(1)由花岗岩一体加工形成，所述横梁本体(1)的中心设有沿其轴线方向的通孔(2)，所述横梁本体(1)的前侧面即传动机构装配面(5)上设有直线导轨安装孔(3)，所述横梁本体(1)的后侧面上加工有减重槽(4)。

2.根据权利要求1所述的高精度花岗岩龙门横梁，其特征在于：所述通孔(2)为腰圆形通孔。

3.根据权利要求1所述的高精度花岗岩龙门横梁，其特征在于：所述横梁本体(1)的后侧面和上侧面的夹角去除形成所述减重槽(4)。

4.根据权利要求3所述的高精度花岗岩龙门横梁，其特征在于：所述减重槽(4)的截面为L型。

5.根据权利要求3所述的高精度花岗岩龙门横梁，其特征在于：所述横梁本体(1)的底面即横梁安装固定面(6)上设有安装孔(7)。

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