CN218874430U - 箱中箱式横梁组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机床横梁结构设计领域，具体公开了一种箱中箱式横梁组件。其中，横梁组件包括第一横梁体、第二横梁体、第一连接体和第二连接体，第一横梁体和第二横梁体沿第一方向间隔设置，第一连接体连接第一横梁体和第二横梁体的一端，第二横梁体连接第一横梁体和第二横梁体的另一端。其中，第一横梁体和/或第二横梁体包括沿第二方向延伸设置的方管组和固定板，方管组包括第三方向层叠设置的多个方管，固定板设置于方管组外侧，且连接多个方管，并且第一方向、第二方向和第三方向两两相交。本申请采用方管组形成横梁框架，再通过固定板连接方管组，使得整体横梁组件重量轻，弯曲变形小，抗弯性能提高，符合桥式龙门加工中心机床的相应要求。

Description

箱中箱式横梁组件

技术领域

本申请属于机床横梁结构设计领域，具体涉及一种箱中箱式横梁组件。

背景技术

传统桥式龙门加工中心的箱中箱焊接横梁结构，均采用铸件，通过十字筋板或者斜筋板构成，使得横梁组件重量较重，强度较低影响机床的整机性能。

实用新型内容

本申请提供一种箱中箱式横梁组件，以解决现有技术横梁组件重量重、强度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：一种箱中箱式横梁组件，包括：第一横梁体、第二横梁体、第一连接体和第二连接体，所述第一横梁体和第二横梁体沿第一方向间隔设置，所述第一连接体连接所述第一横梁体和所述第二横梁体的一端，所述第二连接体连接所述第一横梁体和所述第二横梁体的另一端；其中，所述第一横梁体和/或所述第二横梁体包括沿第二方向延伸设置的方管组和固定板，所述方管组包括沿第三方向层叠设置的多个方管，所述固定板设置于所述方管组外侧，且连接所述多个方管，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相交。

根据本申请一实施方式，所述第一横梁体包括第一方管组和第一固定板，所述第一方管组包括依次层叠设置的第一方管、第二方管和第三方管，所述第一固定板包括两个第一子固定板，两个所述第一子固定板分别设置于所述方管组朝向和背离所述第二横梁体的两侧，所述第一子固定板横跨连接所述第一方管、第二方管和第三方管。

根据本申请一实施方式，所述第二横梁体包括第二方管组和第二固定板，所述第二方管组包括依次层叠设置的第四方管、第五方管和第六方管，所述第二固定板包括第二子固定板和第三子固定板，所述第二子固定板设置于所述方管组朝向所述第一横梁体的一侧，所述第三子固定板设置于所述方管组背离所述第一横梁体的一侧，所述第二子固定板和所述第三子固定板横跨连接所述第四方管、第五方管和第六方管。

根据本申请一实施方式，所述第一方管、第二方管和第三方管朝向或背离所述第二横梁体一侧的外壁分别位于同一平面，所述第一子固定板呈平板设置；和/或，所述第四方管、第五方管和第六方管背离所述第一横梁体一侧的外壁位于同一平面，所述第三子固定板呈平板设置。

根据本申请一实施方式，所述第二子固定板包括第一平板、两个第二平板和两个连接板，所述第一平板贴合所述第五方管朝向所述第一横梁体一侧的外壁，两个所述第二平板分别贴合所述第四方管和所述第六方管朝向所述第一横梁体一侧的外壁，两个所述连接板分别连接所述第一平板和两个所述第二平板，且两个所述连接板分别贴合所述第四方管和所述第六方管设置。

根据本申请一实施方式，至少所述第一方管和所述第三方管结构相同；和/或，至少所述第四方管和所述第六方管结构相同。

根据本申请一实施方式，所述固定板与所述方管组焊接固定。

根据本申请一实施方式，所述固定板上设置有减重孔。

根据本申请一实施方式，所述横梁组件还包括：直线导轨，设置于所述第一横梁体和所述第二横梁体的顶部，所述直线导轨沿所述第二方向延伸设置；穿轴部，设置于第二子固定板，用于固定沿所述第二方向延伸设置的限位轴。

本申请的有益效果是：本申请通过利用多个方管层叠设置形成矩形框架，再通过固定板设置于方管组外侧，并连接多个方管固定形成第一横梁体和/或第二横梁体，第一横梁体和第二横梁体之间通过第一连接体和第二连接体相互连接形成横梁组件，相较于采用铸件形成的横梁结构，横梁组件整体重量更轻，强度高，抗弯性能好，稳定性高，横梁组件在机床上的移动重量轻，可能存在的弯曲变形小，动态特性好，更能符合桥式龙门加工中心机床的高速移动和加工的相应要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的横梁组件的整体结构示意图；

图2是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的A-A方向的剖面示意图；

图3是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的B-B方向的剖面示意图；

图4是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的第二子固定板的剖面示意图。

图中：100、横梁组件；110、第一横梁体；120、第二横梁体；130、第一连接体；140、第二连接体；111、第一方管组；112、第一固定板；1111、第一方管；1112、第二方管；1113、第三方管；1121、第一子固定板；121、第二方管组；122、第二固定板；1211、第四方管；1212、第五方管；1213、第六方管；1221、第二子固定板；1222、第三子固定板；12211、第一平板；12212、第二平板；12213、连接板；150、减震孔；160、直线导轨；170、穿轴部；180、方管组；190、固定板；x、第一方向；y、第二方向；z、第三方向。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请的一较佳实施例是在新型桥式龙门加工机床上的应用。本申请一实施例提供了一种箱中箱式横梁组件100，采用“箱中箱”的横梁结构形式，与传统的“悬臂式”横梁相比，“箱中箱”式横梁组件两端受力，并将滑座、滑枕等零部件从横梁组件的一侧转移至横梁组件的截面的中间，结构对称，横梁组件两侧受力均匀，有利于力流的传递，减小横梁组件变形，同时减轻了横梁组件的总重量，提高其静动态特性。

请参阅图1至图3，图1是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的整体结构示意图。图3是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的B-B方向的剖面示意图。

横梁组件100包括第一横梁体110、第二横梁体120、第一连接体130和第二连接体140。第一横梁体110和第二横梁体120沿第一方向x间隔设置，第一连接体130连接第一横梁体110和第二横梁体120的一端，第二连接体140连接第一横梁体110和第二横梁体120的另一端。其中，第一横梁体110和/或所述第二横梁体120包括沿第二方向y延伸设置的方管组180和固定板190。方管组180包括沿第三方向z层叠设置的多个方管。固定板190设置于方管组外侧，且连接多个方管。第一方向x、第二方向y和第三方向z两两相交。通过利用多个方管层叠设置形成矩形框架，再通过固定板190设置于方管组180外侧，并连接多个方管固定形成第一横梁体110和/或第二横梁体120，第一横梁体110和第二横梁体120之间通过第一连接体130和第二连接体140相互连接形成横梁组件100，相较于采用铸件形成的横梁结构，横梁组件100整体重量更轻，强度高，抗弯性能好，稳定性高，横梁组件100在机床上的移动重量轻，可能存在的弯曲变形小，动态特性好，更能符合桥式龙门加工中心机床的高速移动和加工的相应要求。

具体地，第一方向x、第二方向y和第三方向z可至少两个相互垂直设置。进一步地，第一方向x、第二方向y和第三方向z两两相互垂直设置，横梁组件100整体结构规整，有利于强度和抗弯性能的进一步提升。

请参阅图2，图2是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的A-A方向的剖面示意图。

第一横梁体110包括第一方管组111和第一固定板112。第一方管组111的多个方管包括依次层叠设置的第一方管1111、第二方管1112和第三方管1113。第一固定板112包括两个第一子固定板1121，一个第一子固定板1121设置第一方管组111朝向第二横梁体120的一侧，另一个第一子固定板1121设置于第一方管组111背离第二横梁体120的一侧，并且两个第一子固定板1121分别横跨连接第一方管1111、第二方管1112和第三方管1113。通过利用三个方管层叠设置形成第一方管组111，第一方管组111高度适宜，结构稳定，且第一方管组111的两侧分别设置一个第一子固定板1121横跨连接多个方管，进一步提高第一方管组111强度，进而提升第一横梁体110的强度。当然，在其他实施例中，第一方管组111还可以包括两个、四个或者更多个层叠设置的方管，可根据每个方管的尺寸和第一横梁体110在第三方向z的所需高度合理确定。

进一步地，第一方管1111、第二方管1112和第三方管1113朝向或背离第二横梁体120一侧的外壁分别位于同一平面，两个第一子固定板1121能够呈平板设置并跨越连接第一方管1111、第二方管1112和第三方管1113，形成矩形框架，提升第一横梁体110的结构强度和稳定性，保证了横梁组件100的整体结构的强度与稳定性。

在一些实施例中，第二横梁体120包括第二方管组121和第二固定板122。第二方管组121的多个方管包括依次层叠设置的第四方管1211、第五方管1212、第六方管1213。第二固定板122包括第二子固定板1221和第三子固定板1222。第二子固定板1221设置于方管朝向第一横梁体110的一侧，并且第二子固定板1221横跨连接第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213。第三子固定板1222设置于第二方管组121背离第一横梁体110的一侧，第三子固定板1222横跨连接第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213。通过利用三个方管层叠设置形成第二方管组121，第二方管组121高度适宜，结构稳定，且在第二方管组121背离第一横梁体110的一侧设置第三子固定板1222连接多个方管，在第二方管组121朝向第一横梁体110的一侧设置第二子固定板1221连接多个方管，进一步提高第二方管组121强度，进而提升第二横梁体120的强度。

当然，在其他实施例中，第二方管组121还可以包括两个、四个或者更多个层叠设置的方管，可根据每个方管的尺寸和第二横梁体120在第三方向z的所需高度合理确定。

进一步地，第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213背离第一横梁体110一侧的外壁位于同一平面，第三子固定板1222呈平板设置并跨越连接第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213，形成矩形框架，提升第二横梁体120的结构强度和稳定性，保证了横梁组件100的整体结构的强度与稳定性。

在一些实施例中，第五方管1212在第一方向x上的宽度小于第四方管1211和第六方管1213，第五方管1212在朝向第一横梁体110一侧凹陷设置于第四方管1211和第六方管1213之间。由于第五方管1212在朝向第一横梁体110一侧凹陷设置，可便于在朝向第一横梁体110的一侧增设穿轴部，供沿横梁组件100长度延伸方向滑动设置的滑动组件限位使用。由于第五方管1212在第一方向上的长度要小于第四方管1211和第六方管1213，在固定第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213朝向第一横梁体110一侧的外壁时，选择弯折设置，便于贴合第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213朝向第一横梁体110的一侧。

请继续参阅图4，图4是本申请的箱中箱式横梁组件一实施例的第二子固定板的剖面示意图。

具体地，第二子固定板1221包括第一平板12211、两个第二平板12212和两个连接板12213。第一平板12211贴合第五方管1212朝向第一横梁体110一侧的外壁，两个第二平板12212分别贴合第四方管1211和第六方管1213朝向第一横梁体110一侧的外壁，两个连接板12213分别连接第一平板12211和两个第二平板12212，且两个连接板12213分别贴合第四方管1211和第六方管1213设置。由此，第二子固定板1221横跨贴合固定了第四方管1211、第五方管1212和第六方管1213朝向第一横梁体110一侧，第二子固定板1221贴合于第二方管组121的设计连接使得加工固定方式更加方便，外形更加美观，结构框架更为稳定。

为使横梁组件100弯曲变形小，抗弯性能高，固定板190和方管组180焊接固定，焊接固定的连接方式更为方便快捷。方管组180包括的多个方管之间也可通过焊接固定。方管组180在选择方管结构与材料时，为降低加工难度和成本，第一方管1111、第三方管1113、第四方管1211和第六方管1213结构相同，或者至少第一方管1111和第三方管1113结构相同，第四方管1211和第六方管1213结构相同。第二方管1112和第五方管1212在第三方向Z上的高度相同。

第一连接体130和第二连接体140的结构也可以通过方管组和固定板组合形成，以提高第一连接体130和第二连接体140的强度和抗弯性能，横梁组件100在机床上的移动重量更轻，可能存在的弯曲变形更小，动态特性更好，更能符合桥式龙门加工中心机床的高速移动和加工的相应要求。

在一些实施例中，固定板190上开设圆角或者矩形的减震孔150，可用来减轻横梁质量，也能在机床进行加工工作时，减小震动确保传动刚性。其中固定板190可为钢板等材料。

另外，在第一横梁体110和第二横梁体120的顶部设置直线导轨160，直线导轨160沿第二方向y延伸设置，供滑动组件沿其滑动。直线导轨160的安装位置布局合理，使切削力均匀分布到横梁组件100两侧，发热量的传导也呈对称发散，减小机床的热变形。为使横梁组件100在加工时不脱轨运行，于第二子固定板1221设置穿轴部170，用于固定沿第二方向y延伸设置的限位轴。

综上所述，本申请采用“箱中箱”的横梁结构形式，利用方管组180形成横梁框架，再通过固定板190连接方管组180，使得整体横梁组件100重量轻，弯曲变形小，抗弯性能提高，符合桥式龙门加工中心机床的高速相应要求。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种箱中箱式横梁组件，其特征在于，所述横梁组件包括第一横梁体、第二横梁体、第一连接体和第二连接体，所述第一横梁体和第二横梁体沿第一方向间隔设置，所述第一连接体连接所述第一横梁体和所述第二横梁体的一端，所述第二连接体连接所述第一横梁体和所述第二横梁体的另一端；

其中，所述第一横梁体和/或所述第二横梁体包括沿第二方向延伸设置的方管组和固定板，所述方管组包括沿第三方向层叠设置的多个方管，所述固定板设置于所述方管组外侧，且连接所述多个方管，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相交。

2.根据权利要求1所述的横梁组件，其特征在于，所述第一横梁体包括第一方管组和第一固定板，所述第一方管组包括依次层叠设置的第一方管、第二方管和第三方管，所述第一固定板包括两个第一子固定板，两个所述第一子固定板分别设置于所述方管组朝向和背离所述第二横梁体的两侧，所述第一子固定板横跨连接所述第一方管、第二方管和第三方管。

3.根据权利要求2所述的横梁组件，其特征在于，所述第二横梁体包括第二方管组和第二固定板，所述第二方管组包括依次层叠设置的第四方管、第五方管和第六方管，所述第二固定板包括第二子固定板和第三子固定板，所述第二子固定板设置于所述方管组朝向所述第一横梁体的一侧，所述第三子固定板设置于所述方管组背离所述第一横梁体的一侧，所述第二子固定板和所述第三子固定板横跨连接所述第四方管、第五方管和第六方管。

4.根据权利要求3所述的横梁组件，其特征在于，所述第一方管、第二方管和第三方管朝向或背离所述第二横梁体一侧的外壁分别位于同一平面，所述第一子固定板呈平板设置；和/或，所述第四方管、第五方管和第六方管背离所述第一横梁体一侧的外壁位于同一平面，所述第三子固定板呈平板设置。

5.根据权利要求3所述的横梁组件，其特征在于，所述第五方管在所述第一方向上的宽度小于所述第四方管和所述第六方管，所述第五方管在朝向所述第一横梁体一侧凹陷设置于所述第四方管和所述第六方管之间，所述第二子固定板呈弯折设置。

6.根据权利要求5所述的横梁组件，其特征在于，所述第二子固定板包括第一平板、两个第二平板和两个连接板，所述第一平板贴合所述第五方管朝向所述第一横梁体一侧的外壁，两个所述第二平板分别贴合所述第四方管和所述第六方管朝向所述第一横梁体一侧的外壁，两个所述连接板分别连接所述第一平板和两个所述第二平板，且两个所述连接板分别贴合所述第四方管和所述第六方管设置。

7.根据权利要求3所述的横梁组件，其特征在于，至少所述第一方管和所述第三方管结构相同；和/或，至少所述第四方管和所述第六方管结构相同。

8.根据权利要求1所述的横梁组件，其特征在于，所述固定板与所述方管组焊接固定。

9.根据权利要求1所述的横梁组件，其特征在于，所述固定板上设置有减重孔。

10.根据权利要求5所述的横梁组件，其特征在于，所述横梁组件还包括：

直线导轨，设置于所述第一横梁体和所述第二横梁体的顶部，所述直线导轨沿所述第二方向延伸设置；

穿轴部，设置于第二子固定板，用于固定沿所述第二方向延伸设置的限位轴。

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