CN219901693U - 一种超精密磨床的立柱结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种超精密磨床的立柱结构，通过采用在超精密磨床立柱的L型箱体的左右立板上设计布局对称的米字筋板加十字筋板的组合结构，以及在筋板上设置加强孔，可以有效提高后床身的抗弯、抗扭特性，提高静动态性能，同时也降低了立柱的质量与制造成本。通过设置平衡油缸提升主轴避免因重力变形对机床静动态性能的影响，通过电机直驱丝杠减少了连接机构的设置，通过在立柱两侧设置装吊孔使立柱悬挂在后床身上，方便立柱和后床身的装配，简化了装配工艺，提高了整机刚性。

Description

一种超精密磨床的立柱结构

技术领域

本实用新型涉及一种机床的立柱结构，具体涉及一种超精密磨床的立柱结构。

背景技术

超精密数控机床是高端制造不可或缺的重要装备，随着复杂曲面在零件中应用越来越广泛，对于数控机床精度也随之严格。其中，立柱是机床的主要基础部件之一，不但支撑和连接机床的各个部件，而且需要承受切削力等各种载荷。因此，立柱的动态性能不仅影响了机床的加工精度，同时也决定了整个机床的动态特性。

在立柱的筋板布局设计过程中，对机床的整体性能影响较大。筋板结构应是兼顾重量轻，承载力高，抗弯能力强的要求，实现支撑、防护的作用，减小机床的总体重量,提高机床大件刚度的目的。同时还需要一种简易的装配方式，以大幅降低装配时间，并提高整机刚度。

而现有的筋板布局有X型、*型和W型筋板，抗弯、抗扭特性差，动态性能不足。由于立柱筋板布置的复杂性，在设计过程中，设计人员主要基于三维建模软件，基于个人工程经验及有限元分析辅助设计，这样造成筋板重复性工作量大、设计效率低、稳定性差。另外，将丝杠与电机安装和装配到立柱上难度较大，且装配后整机刚度较差。

因此需要设计一种新的超精密磨床的立柱结构，以有效提高超精密平面磨床的承载力和抗弯能力的要求，实现支撑、防护的作用，提高机床的大件刚度和轻量化的要求，并能简化安装工艺，降低装配时间。

发明内容

为解决前述现有立柱所存在的技术问题，本实用新型采用了L型箱型结构作为立柱的本体，在L型箱体的左右立板上设计布局对称的米字筋板加十字筋板的组合结构，以及在筋板上设置加强孔，可以有效提高后床身的抗弯、抗扭特性，提高静动态性能，同时也降低了后床身的质量与制造成本。

本实用新型技术方案如下：

一种超精密磨床的立柱结构，包括一体成型的L型箱体，所述L型箱体的左侧立板和右侧立板的内侧面上均设有多组连续排列的米字筋板，相邻的所述米字筋板之间以十字筋板连接，所述左侧立板的筋板和所述右侧立板的筋板在轴向上对称设置；所述米字筋板的中心设有环形加强孔，所述米字筋板的直线肋板均与所述环形加强孔的外表面相交；所述十字筋板靠外端面的一侧设有半圆形加强孔，所述十字筋板的轴向肋板和相邻的所述米字筋板的斜线肋板分别相交于所述半圆形加强孔的外表面。

在立柱的内侧面上设置连续排列且对称的米字筋板加十字筋板的组合，对称设置的米字筋板加十字筋板的组合具有比X型、*型和W型筋板更高的抗弯、抗扭性能，同时在米字筋板中心设置环形加强孔，在十字筋板的径向的两端设置半圆形加强孔，可以使来自机床的切削力在加强孔的径向上的载荷被分解，有效提高立柱的刚性，实现超精密平面磨床的承载力和抗弯抗扭能力的要求。同时筋板组和加强孔的组合在左侧立板和右侧立板的内侧面形成多个镂空空间，减少了立柱的整体重量，降低了制造成本。

优选的，所述环形加强孔和所述半圆形加强孔的轴心线均垂直于所述左侧立板和所述右侧立板。此时有利于提高立柱在轴向上的抗弯、抗扭强度。

优选的，所述米字筋板和所述十字筋板沿L形横边的水平方向向两侧延伸。L形横边处的切削载荷最大，沿此处设置米字筋板和十字筋板并向两边延伸，可以有效提高此处的抗弯抗扭强度。

优选的，所述米字筋板和十字筋板的组合设有多层。多层筋板结构更有利于增强立柱的刚性。

优选的，所述L型箱体通过一体化铸造完成。制造简单，减少床身的加工量，提高生产效率。

优选的，所述L型箱体的长边两侧设有导轨，所述L型箱体的顶板和底板均设有丝杠安装座，所述顶板的丝杆安装座外接电机。电机直驱丝杠，减少其它连接机构的设置，节约制造成本。

优选的，所述丝杠安装座靠近一侧导轨。丝杠安装座设置在靠近一侧导轨，给平衡油缸的设置腾出了合适的空间。

优选的，所述L型箱体的顶板上还设有油缸安装座，所述油缸安装座朝外的一侧设有平衡油缸，所述平衡油缸的活塞杆穿过所述油缸安装座并与主轴径向连接，以径向提升主轴。该结构的设置可以避免主轴因重力变形造成对机床静动态性能的影响。

优选的，所述左侧立板和所述右侧立板上还设有多个装吊孔，所述装吊孔分别穿过所述左侧立板和所述右侧立板并与对应的所述环形加强孔的中心线同轴。通过装吊孔将立柱悬挂在后床身上，便于立柱与后床身之间进行装配，简化了装配工艺，提高了装配效率和整机刚性。

本实用新型通过采用在L型箱体的左右立板上设计布局对称的米字筋板加十字筋板的组合结构，以及在筋板上设置加强孔，可以有效提高后床身的抗弯、抗扭特性，提高静动态性能，同时也降低了立柱的质量与制造成本。通过设置平衡油缸提升主轴避免因重力变形对机床静动态性能的影响，通过电机直驱丝杠减少了连接机构的设置，通过在立柱两侧设置装吊孔方便立柱和后床身的装配，简化了装配工艺，提高了整机刚性。

附图说明

包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。

图1是本实用新型一种超精密磨床的立柱结构与主轴箱的装配立体图；

图2是本实用新型一种超精密磨床的立柱结构与丝杠的装配立体图；

图3是本实用新型一种超精密磨床的立柱结构的一个视角的立体图；

图4是本实用新型一种超精密磨床的立柱结构的另一视角的立体图；

图5是本实用新型一种超精密磨床的立柱结构的轴向剖面图；

图中部件包括：

1、立柱；2、导轨；3、主轴箱；4、左侧立板；5、右侧立板；6、米字筋板；61、环形加强孔；7、十字筋板；71、半圆形加强孔；8、顶板；9、底板；10、丝杆连接座；101、上丝杠连接座；102、下丝杠连接座；11、丝杠传动机构；12、电机；13、油缸安装座；14、平衡油缸；15、装吊孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是立柱与主轴箱装配的装配立体图。立柱1是一个L型的箱体结构，立柱1的L形长边两侧设有导轨2，主轴箱3通过滑块与导轨连接，并沿导轨2上下运动。

图2和图3是立柱不同视角的立体图。图4是立柱的轴向剖面图。立柱1是一个L型的箱体，其左侧立板4和右侧立板5的内侧面上分别设有多组连续排列的米字筋板6，相邻的所述米字筋板6之间以十字筋板7连接，所述左侧立板4的筋板和所述右侧立板5的筋板在轴向上对称设置；所述米字筋板6的中心设有环形加强孔61，所述米字筋板6的直线肋板均与所述环形加强孔61的外表面相交；所述十字筋板7靠外端面的一侧设有半圆形加强孔71，所述十字筋板7的轴向肋板和相邻的所述米字筋板6的斜线肋板分别相交于所述半圆形加强孔71的外表面。

在左右两侧立板的内侧面上设置连续排列且对称的米字筋板6加十字筋板7的组合，对称设置的米字筋板6加十字筋板7的组合具有比X型、*型和W型筋板更高的抗弯、抗扭性能，同时在米字筋板6中心设置环形加强孔61，在十字筋板7的径向的两端设置半圆形加强孔71，可以使来自机床的切削力在加强孔的径向上的载荷被分解，有效提高后床身的刚性，实现超精密平面磨床的承载力和抗弯抗扭能力的要求。同时筋板组和加强孔的组合在后床身的内侧面形成多个镂空空间，减少了后床身的重量，降低了制造成本。

在具体的实施例中，如图2和图3所示，所述环形加强孔61和所述半圆形加强孔71的轴心线均垂直于所述左侧立板和所述右侧立板。该结构可以提高立柱轴向上的抗弯抗扭强度。

实际设计中，可以根据主要载荷方向对筋板组和加强孔的方向做布局，以加强对所在载荷方向上的抗弯抗扭强度，使机床整体静动态性能更优化。

在具体的实施例中，如图2和图3所示，所述米字筋板6和所述十字筋板7沿L形横边的水平方向向两侧延伸。L形横边处的切削载荷最大，沿此处设置米字筋板6和十字筋板7并向两边延伸，可以有效提高此处的抗弯抗扭强度。

在具体的实施例中，所述L型箱体通过一体化铸造完成。制造简单，减少床身的加工量，提高生产效率。

进一步的，参考图1，所述L型箱体的长边两侧设有导轨2，所述L型箱体的顶板8和底板9均设有丝杠安装座10，所述丝杠安装座分别为上丝杠安装座101和下丝杠安装座102，丝杠连接,10用于安装丝杠传动机构11，所述顶板8的上丝杆安装座101外接电机12。电机直驱丝杠，减少其它连接机构的设置，节约制造成本。

在具体的实施例中，所述丝杠安装座10靠近一侧导轨2。该设置是为了给平衡油缸的设置留下合适的空间。

进一步的，如图1所示，所述L型箱体的顶板8上还设有油缸安装座13，所述油缸安装座13朝外的一侧设有平衡油缸14，所述平衡油缸14的活塞杆穿过所述油缸安装座13并与主轴径向连接，以径向提升主轴。

进一步的，如图2和图3所示，所述左侧立板4和所述右侧立板5上还设有多个装吊孔15，所述装吊孔分别穿过所述左侧立板4和所述右侧立板5并与对应的所述环形加强孔61的中心线同轴。通过装吊孔15将立柱悬挂在后床身上，方便立柱与后床身进行装配，简化了装配工艺，提高了装配效率和整机刚性。

本实用新型通过采用在L型箱体的左右立板上设计布局对称的米字筋板加十字筋板的组合结构，以及在筋板上设置加强孔，可以有效提高后床身的抗弯、抗扭特性，提高静动态性能，同时也降低了立柱的质量与制造成本。通过设置平衡油缸提升主轴避免因重力变形对机床静动态性能的影响，通过电机直驱丝杠减少了连接机构的设置，通过在立柱两侧设置装吊孔方便立柱和后床身的装配，简化了装配工艺，提高了整机刚性。

最后所应说明的是：以上实施例仅以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，包括一体成型的L型箱体，所述L型箱体的左侧立板和右侧立板的内侧面上均设有多组连续排列的米字筋板，相邻的所述米字筋板之间以十字筋板连接，所述左侧立板的筋板和所述右侧立板的筋板在轴向上对称设置；所述米字筋板的中心设有环形加强孔，所述米字筋板的直线肋板均与所述环形加强孔的外表面相交；所述十字筋板靠外端面的一侧设有半圆形加强孔，所述十字筋板的轴向肋板和相邻的所述米字筋板的斜线肋板分别相交于所述半圆形加强孔的外表面。

2.根据权利要求1所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述环形加强孔和所述半圆形加强孔的轴心线均垂直于所述左侧立板和所述右侧立板。

3.根据权利要求2所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述米字筋板和所述十字筋板沿L形横边的水平方向向两侧延伸。

4.根据权利要求3所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述米字筋板和十字筋板的组合设有多层。

5.根据权利要求4所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述L型箱体通过一体化铸造完成。

6.根据权利要求1所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述L型箱体的长边两侧设有导轨，所述L型箱体的顶板和底板均设有丝杠安装座，所述顶板的丝杆安装座外接电机。

7.根据权利要求6所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述丝杠安装座靠近一侧导轨。

8.根据权利要求1所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述L型箱体的顶板上还设有油缸安装座，所述油缸安装座朝外的一侧设有平衡油缸，所述平衡油缸的活塞杆穿过所述油缸安装座并与主轴径向连接，以径向提升主轴。

9.根据权利要求1所述的一种超精密磨床的立柱结构，其特征在于，所述左侧立板和所述右侧立板上还设有多个装吊孔，所述装吊孔分别穿过所述左侧立板和所述右侧立板并与对应的所述环形加强孔的中心线同轴。