CN220073890U - 一种龙门结构和机床 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种龙门结构和机床,包括横梁;两立柱,分别连接于横梁的下部,两立柱沿横梁的长度方向间隔设置;和加强部分,连接于两立柱之间且与横梁连接,加强部分为中空结构,加强部分内部设置有第一加强筋结构。通过设置加强部分,并将加强部分连接于两立柱之间且加强部分还与横梁连接,如此,在加强部分的连接作用下,可以使得龙门结构的整体强度得到加强,提高龙门结构的固有频率,使得龙门结构具有更优的模态特性。此外,还在加强部分的内部设置第一加强筋结构,如此,通过设置合理的加强筋骨,能进一步提高龙门结构的结构刚性和刚度,为机床的高速和高精度加工提供基础。
Description
技术领域
本申请涉及机械加工技术领域,尤其涉及一种龙门结构和机床。
背景技术
机械加工行业中,通常使用数控机床对金属等工件进行加工。在数控机床中,通常包括龙门结构,龙门结构一般包括横梁和设于横梁侧部的立柱,龙门结构作为主要的支撑部件,其需要具备大承载、抗弯、抗扭、抗压刚性好以及抗振性好的特点,特别是在高速机中,更是要求龙门结构具有更强的稳定性,相关技术中,为了保证龙门结构的结构刚性与强度,通常只是对龙门结构的横梁或者立柱进行加厚处理或者设置简单的加强结构,使得龙门结构整体的结构刚性与强度不能得到很好的保证。
实用新型内容
本申请实施例提供一种龙门结构和机床,可以有效提高龙门结构的结构刚性和强度。
第一方面,本申请实施例提供一种龙门结构,包括:
横梁;
两立柱,连接于所述横梁的下部,两所述立柱沿所述横梁的长度方向间隔设置;和
加强部分,连接于两所述立柱之间且与所述横梁连接,所述加强部分为中空结构,所述加强部分内部设置有第一加强筋结构。
可选的,所述第一加强筋结构包括第一横筋、第一斜筋和第二斜筋,所述第一斜筋和所述第二斜筋交叉设置,所述第一横筋沿平行于所述横梁长度方向的方向延伸设置,所述第一横筋连接于所述第一斜筋和所述第二斜筋的交叉处。
可选的,所述第一加强筋结构还包括位于所述交叉处的连接筋;
所述第一横筋包括第一子横筋和第二子横筋,所述第一子横筋和所述第二子横筋分别连接于所述连接筋的相对两侧,且所述第一子横筋和所述第二子横筋共线设置;
所述第一斜筋包括第一子斜筋和第二子斜筋,所述第一子斜筋和所述第二子斜筋分别连接于所述连接筋的相对两侧,且所述第一子斜筋和所述第二子斜筋共线设置;
所述第二斜筋包括第三子斜筋和第四子斜筋,所述第三子斜筋和所述第四子斜筋分别连接于所述连接筋的相对两侧,且所述第三子斜筋和所述第四子斜筋共线设置;
其中,所述第一子斜筋和所述第三子斜筋位于所述第一横筋的一侧,所述第二子斜筋和所述第四子斜筋位于所述第一横筋的另一侧。
可选的,所述连接筋呈圆环形结构,所述第一子斜筋、所述第二子斜筋、所述第三子斜筋和所述第四子斜筋分别连接于所述连接筋的圆周外表面。
可选的,所述第一加强筋结构还包括第一纵筋和第二纵筋,所述第一纵筋和所述第二纵筋均沿所述龙门结构的高度方向延伸设置,所述第一纵筋和所述第二纵筋在所述龙门结构的长度方向上相对设置,且所述第一纵筋和所述第二纵筋分别位于所述连接筋的相对两侧。
可选的,所述立柱为中空结构,所述立柱内部设置有第二加强筋结构。
可选的,所述第二加强筋结构包括第二横筋和第三斜筋,所述第二横筋沿平行于所述横梁长度方向的方向延伸设置,所述第二横筋与所述立柱的侧壁连接,所述第三斜筋相对于所述第二横筋倾斜设置,所述第三斜筋连接于所述第二横筋和所述立柱的侧壁之间,以使所述第三斜筋、所述第二横筋和所述立柱的侧壁一起限定出三角形区域。
可选的,所述横梁为中空结构,所述横梁内部设置有第四斜筋,所述第四斜筋连接于所述横梁的侧壁,以与所述横梁的侧壁一起限定出三角形区域。
可选的,所述横梁、所述立柱和所述加强部分一体成型。
第二方面,本申请实施例还提供了一种机床,包括底座和如上任一项所述的龙门结构,所述龙门结构设置于所述底座。
本申请实施例提供的龙门结构和机床,通过设置加强部分,并将加强部分连接于两立柱之间且加强部分还与横梁连接,如此,在加强部分的连接作用下,可以使得龙门结构的整体强度得到加强,提高龙门结构的固有频率,使得龙门结构具有更优的模态特性。此外,还在加强部分的内部设置第一加强筋结构,如此,通过设置合理的加强筋骨,能进一步提高龙门结构的结构刚性和刚度,为机床的高速和高精度加工提供基础。
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。
为了更完整地理解本申请及其有益效果,下面将结合附图来进行以下说明,其中在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本申请实施例提供的机床的结构示意图。
图2为图1中龙门结构和主轴箱的结构示意图。
图3为图2中龙门结构的结构示意图。
图4为图3中沿N-N方向的剖视图。
图5为图4所示结构在另一视角的结构示意图。
图6为图3所示的龙门结构在另一视角的结构示意图。
图7为本申请实施例提供的龙门结构的另一种剖视图。
附图标记:
10、底座;
20、工作台;
30、龙门结构;33、第一滑动件;331、第一导轨;34、第二滑动件;341、第二导轨;
35、横梁;351、第四斜筋;352、第五斜筋;353、第一支撑面;354、第三前壁;355、第三后壁;3551、第三取出口;356、第三顶壁;357、第三底壁;358、第四侧壁;359、第三横筋;
36、立柱;361、第二加强筋结构;3611、第二横筋;3612、第三斜筋;362、第二前壁;363、第二后壁;3631、第二取出口;364、第二顶壁;365、第二底壁;366、第二侧壁;367、第三侧壁;
37、支撑台;371、第二支撑面;38、第六斜筋;39、凹陷;
40、滑座;41、第一连接部;42、第二连接部;43、固定座;
50、主轴箱;51、主轴箱本体;
60、滑座驱动机构;61、滑座驱动端;62、第一电机;63、第一丝杆;
70、加强部分;71、第一加强筋结构;711、第一横筋;7111、第一子横筋;7112、第二子横筋;712、第一斜筋;7121、第一子斜筋;7122、第二子斜筋;713、第二斜筋;7131、第三子斜筋;7132、第四子斜筋;714、连接筋;715、第一纵筋;716、第二纵筋;72、第一前壁;73、第一后壁;731、第一取出口;74、第一顶壁;75、第一底壁;751、第一子壁;752、第二子壁;76、第一侧壁。
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。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请的保护范围。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着,结合实施例或实施方式描述的特定特征、组件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。
本申请实施例提供了一种龙门结构和机床,可以有效提高龙门结构的结构刚性和强度。其中,机床可以用于在工件表面进行铣削加工,以加工出平面、沟槽、花键、齿轮、螺纹等特殊形面。其中,所述工件例如可以为金属件等。以下将结合附图对此进行说明。
请参阅图1和图2,图1为本申请实施例提供的机床的结构示意图,图2为图1中龙门结构和主轴箱的结构示意图。本申请实施例提供的机床可以包括底座10、工作台20、龙门结构30、滑座40和主轴箱50,其中,龙门结构30设置在底座10上,滑座40可滑动地设置在龙门结构30上,诸如滑座40可相对于龙门结构30沿第一方向移动,主轴箱50设置于滑座40上,从而在滑座40移动的过程中,主轴箱50也能够相对于龙门结构30沿第一方向移动。工作台20安装于底座10上,工作台20用于夹持工件(即待加工工件),以便于主轴箱50对固定在工作台20上的工件进行加工。
可以理解的,主轴箱50可以采用常规的用于加工工件的主轴箱,本申请对主轴箱50的类型不进行限制,诸如,主轴箱50可以包括主轴箱本体51、主轴(图中未示出)和用于安装刀具的安装头(图中未示出)。主轴箱本体51用于对主轴箱50的其它部件起到支撑作用。其中,主轴箱本体51可以由金属制成,或者也可以由金属和塑料制成。其中,主轴可以安装在主轴箱本体51内,主轴可以通过主轴驱动机构(图中未示出)驱动旋转,从而主轴可以实现主运动,以实现对工件的铣削加工。其中,安装头可以安装在主轴上,并且,安装头可以安装在主轴靠近工作台20的一端。安装头可以与主轴固定连接;安装头也可以与主轴可拆卸连接,以实现安装头的更换。安装头可以安装有铣刀、钻头等刀具。铣刀可以用于在工件表面进行加工,钻头可以用于在工件上进行钻孔。
需要说明的是,机床加工精度与机床的加工稳定性息息相关。
基于此,为了提高机床的加工稳定性,请继续参阅图1和图2,本申请实施例提供的机床,在龙门结构30上设置第一支撑面353和第二支撑面371,第一支撑面353与第二支撑面371相交,可以理解的是,第一支撑面353和第二支撑面371相交是指第一支撑面353及其延伸面和第二支撑面371及其延伸面存在一条公共的相交线,也即第一支撑面353和第二支撑面371不平行也不共面。相应的,滑座40上至少可以设置有相交的第一连接部41和第二连接部42,第一滑动件33安装于第一支撑面353,第一滑动件33与第一连接部41固定连接。其中,为了进一步提高滑座40在第一方向上的运动稳定性,第一滑动件33可以设置成两个,两个第一滑动件33安装于第一支撑面353上并间隔设置,滑座40与两第一滑动件33连接。
可以理解的,在龙门结构的高度方向上,两个第一滑动件33一上一下设置。
第二滑动件34安装于第二支撑面371,第二滑动件34与第二连接部42固定连接,从而,当滑座40通过第一滑动件33和第二滑动件34相对龙门结构30沿第一方向滑动时,第一支撑面353、第二支撑面371、第一滑动件33、第二滑动件34、第一连接部41和第二连接部42可以共同承载滑座40。其中,滑座40通过滑座驱动机构60驱动以进行移动,滑座驱动机构60设置于龙门结构30上,滑座驱动机构60具有滑座驱动端61,第二滑动件34位于两第一滑动件33下方,滑座驱动端61与滑座40连接,从而能够驱动滑座40相对于龙门结构30沿第一方向移动,本申请实施例通过在龙门结构30上设置相交的第一支撑面353和第二支撑面371,第一滑动件33安装于第一支撑面353,第二滑动件34安装于第二支撑面371,滑座40通过第一滑动件33和第二滑动件34与龙门结构30滑动连接,在滑动的过程中,由于第一支撑面353和第二支撑面371相交,使得第一支撑面353和第二支撑面371至少可以通过滑座40的两个相交的部位(第一连接部41和第二连接部42)来承载滑座40,进而龙门结构30可以更好地承载滑座40。同时,第二滑动件34位于两第一滑动件33下方,此种位置布置使得第一滑动件33、第二滑动件34以及滑座驱动端61能更好的承托滑座40,减轻了作用到滑座驱动端61的负载,使得滑座驱动机构60能够更稳定的驱动滑座40移动,增强滑座40的动态性能,保证滑座40滑动的稳定性,进而可以提高机床的加工稳定性。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序,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特征。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。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。
其中,为了便于加工工件,滑座40可以相对龙门结构30沿第一方向滑动,从而使得设置于滑座40上的主轴箱50也可以相对于龙门结构30沿第一方向滑动,并且主轴箱50滑动设置在滑座40上以使主轴箱50能够相对于滑座40沿第二方向移动,主轴箱50在沿第二方向移动时还可以通过主轴带动铣刀等刀具旋转以实现主轴箱50的主运动。工作台20带动被夹持固定的工件可以相对底座10沿第三方向滑动,进而,通过主轴箱50和工作台20的移动可以调节主轴箱50与工件的相对位置关系,也可以实现铣削加工过程中的进给运动。通过进给运动和主运动的相互配合,本申请实施例的数控机床可以实现对工件的铣削加工。
可以理解的是,第二方向可以与第一方向垂直,第三方向可以与第一方向和第二方向均垂直。进而,第一方向、第二方向和第三方向可以构成三维坐标系中的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。
例如,如图1所示,第一方向可以是指平行于底座10的X轴方向,主轴箱50可以相对底座10水平的左右移动;第二方向可以是指垂直于底座10的Z轴方向,主轴箱50可以相对底座10沿竖直方向上下移动。第三方向可以是指平行于底座10的Y轴方向,工作台20可以相对底座10水平的前后移动。
需要说明的是,第一方向、第二方向、第三方向也可以互换,例如,第一方向是Y轴方向、第二方向是X轴方向、第三方向是Z轴方向;或者第一方向是X轴方向、第二方向是Y轴方向、第三方向是Z轴方向。本申请实施例对第一方向、第二方向和第三方向的具体方位不作限定,只要满足第一方向、第二方向和第三方向互相垂直的方案都在本申请的保护范围内。
下面以第一方向为X轴方向、第二方向为Z轴方向、第三方向为Y轴方向,并结合具体的附图详细地介绍本申请实施例的机床的各个部件。
请继续参阅图1和图2,龙门结构30可以包括横梁35、两立柱36和支撑台37。两立柱36可以固定在底座10上,横梁35可以设置在两立柱36远离底座10的一端上,或者说,两立柱36分别连接于横梁的下部,两立柱36沿横梁35的长度方向间隔设置,以使得立柱36可以承载横梁35。支撑台37可以由横梁35与立柱36连接的一端朝向滑座40的方向延伸而成。支撑台37凸出于横梁35,使得支撑台37和横梁35在底座10上的投影不重叠。
其中,支撑台37的底面(支撑台37与立柱36连接的一面)可以与横梁35的底面(横梁35与立柱36连接的一面)处于同一平面上,支撑台37和横梁35可以均设置在立柱36远离底座10的一端上,立柱36可以同时承载横梁35和支撑台37。横梁35、立柱36和支撑台37可以一体成型。
其中,横梁35上可以设置有前述的第一支撑面353,支撑台37上可以设置有前述的第二支撑面371。由于支撑台37是由横梁35与立柱36连接的一端朝向滑座40的方向延伸而成,第二滑动件34位于第一滑动件33下方,当第一滑动件33安装于第一支撑面353、第二滑动件34安装于第二支撑面371时,滑座40相对龙门结构30沿第一方向滑动的过程中,第二滑动件34和第二支撑面371可以从底部承载滑座40,进而可以更好地降低第一滑动件33和第二滑动件34受到的滑座40和主轴箱50的重力阻力。
可以理解的是,第一支撑面353及其延伸面可以与第二支撑面371及其延伸面垂直。例如,滑座40可以包括相互垂直的侧面和底面,第一支撑面353可以朝向该侧面设置,第二支撑面371可以朝向该底面设置,进而第一支撑面353和第二支撑面371可以相互垂直。当第一连接部41安装于该侧面上、第二连接部42安装于该底面上时,第一连接部41、第一滑动件33和第一支撑面353可以从侧部承载滑座40。第二连接部42、第二滑动件34和第二支撑面371可以从底部承载滑座40。在本申请实施例中,第一支撑面353与竖直平面平行,第二支撑面371与水平面平行。
可以理解的是,第一支撑面353和第二支撑面371还可以为其他的相交关系。例如,第一支撑面353及其延伸面可以与第二支撑面371及其延伸面之间的夹角为锐角或钝角。本申请实施例不对第一支撑面353和第二支撑面371具体的相交关系进行限定。
其中,滑座40通过第一滑动件33和第二滑动件34滑动连接在龙门结构30上,可以理解的,第一滑动件33和第二滑动件34可以均采用滑轨组件,诸如,如图2所示,第一滑动件33包括第一导轨331和第一滑块,第一导轨331固定设置在第一支撑面353上,第一滑块滑动连接在第一导轨331上,滑座40与第一滑块固定连接。第二滑动件34包括第二导轨341和第二滑块,第二导轨341固定设置在第二支撑面371上,第二滑块滑动连接在第二导轨341上,滑座40与第二滑块固定连接。从而在第一滑动件33和第二滑动件34的相互配合下使得滑座40滑动连接在龙门结构30上。
其中,滑座40通过滑座驱动机构60驱动以进行移动,为了便于安装滑座驱动机构60,请参阅图1和图2,可以在龙门结构30上设置凹陷39,滑座驱动机构60安装于凹陷39,凹陷39设置在位于两第一滑动件33之间的位置。
其中,滑座驱动机构60可以包括第一电机62、第一丝杆63和第一螺母,第一电机62固定于龙门结构30上,第一丝杆63转动安装于龙门结构30上,第一螺母螺纹连接于第一丝杆63上,滑座40与第一螺母固定连接。当第一电机62驱动第一丝杆63转动时,可以带动第一螺母沿第一丝杆63的长度方向移动,从而能带动滑座40移动,可以理解的,此时第一螺母可以作为滑座驱动机构60的滑座驱动端61。
可以理解的是,滑座驱动机构60也可以是其他的驱动机构,例如油缸、气缸等驱动机构,本申请实施例不对滑座驱动机构60进行具体限定。
请参阅图1,主轴箱50可以在主轴箱驱动机构的驱动下相对于滑座40沿第二方向移动,诸如沿Z轴方向移动。通过主轴箱驱动机构的驱动作用使得主轴箱50可以根据需要靠近或者远离工件。可以理解的,主轴箱50可以通过滑轨组件与滑座40滑动连接,以提高主轴箱50的移动稳定性。
其中,主轴箱驱动机构可以设置在滑座40上,滑座40上设置有固定座43,主轴箱驱动机构可以包括第二电机(图中未示出)、第二丝杆(图中未示出)和第二螺母(图中未示出),第二电机固定于固定座43上,第二丝杆转动安装于滑座40上,第二螺母螺纹连接于第二丝杆上,主轴箱50与第二螺母固定连接,具体可以为主轴箱本体51与第二螺母固定连接。当第二电机驱动第二丝杆转动时,可以带动第二螺母沿第二丝杆的长度方向移动,从而能带动主轴箱50进行升降。
可以理解的是,主轴箱驱动机构也可以是其他的驱动机构,例如油缸、气缸等驱动机构,本申请实施例不对主轴箱驱动机构进行具体限定。
工作台20可以滑动连接在底座10上,并在工作台驱动机构的驱动下沿第三方向,诸如Y轴方向移动。
可以理解的是,工作台驱动机构可以是丝杆驱动机构,也可以是油缸、气缸等驱动机构,本申请实施例不对工作台驱动机构进行具体限定。
需要说明的是,在主轴箱上的刀具对工作台上的工件进行加工时,其加工精度与龙门结构的稳定性息息相关,因此,为了提高机床的加工精度,需要龙门结构需要具备大承载、抗弯、抗扭、抗压刚性好以及抗振性好的特点。
基于此,请参阅3至图5,并结合图1和图2,图3为图2中龙门结构的结构示意图,图4为图3中沿N-N方向的剖视图,图5为图4所示结构在另一视角的结构示意图。本申请实施例提供的龙门结构30还包括加强部分70,加强部分70连接于两立柱36之间且与横梁35连接,如此,在加强部分70的连接作用下,可以使得龙门结构30的整体强度得到加强,提高龙门结构30的固有频率,使得龙门结构30具有更优的模态特性。
此外,将加强部分70设置为中空结构,在加强部分70的内部设置有第一加强筋结构71。如此,通过设置合理的加强筋骨,能进一步提高龙门结构30的结构刚性和刚度,为机床的高速和高精度加工提供基础。
其中,为了便于铸造以及提高龙门结构30的整体稳定性,可以将横梁35、立柱36和加强部分70一体成型。诸如,可以通过一体铸造成型。
为了更清楚的说明第一加强筋结构71的具体结构,以下将结合附图对第一加强筋结构71以及与其相关的构件进行具体说明。
请参阅图4和图5,第一加强筋结构71可以包括第一横筋711、第一斜筋712和第二斜筋713,第一斜筋712和第二斜筋713交叉设置,第一横筋711沿平行于横梁35长度方向的方向延伸设置,第一横筋711连接于第一斜筋712和第二斜筋713的交叉处。如此,在第一横筋711、第一斜筋712和第二斜筋713的相互配合支撑下,可以提高加强部分70的结构刚性和强度,进而提高龙门结构30整体的结构刚性和强度。
请参阅图2至图6,图6为图3所示的龙门结构在另一视角的结构示意图。其中,图4和图6中的虚线框A所示出的区域为加强部分70所在的区域,可以理解的,加强部分70为中空结构,其可以包括第一前壁72、第一后壁73、第一顶壁74、第一底壁75以及两第一侧壁76,第一前壁72和第一后壁73在龙门结构30的前后方向(或者说沿Y轴的方向)上相对设置,可以理解的,第一前壁72位于主轴箱50所在的一侧。两第一侧壁76在平行横梁35的长度方向的方向上相对设置。第一顶壁74和第一底壁75在龙门结构30的高度方向(或者说沿Z轴的方向)上相对设置,可以理解的,第一顶壁74位于第一底壁75的上方,第一顶壁74与横梁35连接,其中,由于横梁35、立柱36以及加强部分70一体成型,如此,第一顶壁74也可以作为横梁35的底壁的一部分。可以理解的,第一顶壁74和第一侧壁76也可以起到加强筋的作用。
其中,第一顶壁74、第一底壁75和第一侧壁76分别连接于第一前壁72和第一后壁73之间,两第一侧壁76还连接于第一顶壁74和第一底壁75之间,如此,第一前壁72、第一后壁73、第一顶壁74、第一底壁75以及两第一侧壁76一起限定出具有中空结构的加强部分70。可以理解的,第一横筋711、第一斜筋712和第二斜筋713连接于第一前壁72和第一后壁73之间。
请参阅图4和图5,第一斜筋712连接至第一顶壁74和第一底壁75,第二斜筋713连接至第一顶壁74和第一底壁75,其中,部分第一斜筋712、部分第二斜筋713和第一顶壁74一起限定出三角形区域B,部分第一斜筋712、部分第二斜筋713和第一底壁75一起限定出三角形区域C,如此,可以进一步提高加强部分70的结构刚性和强度。
请参阅图4,为了进一步提高加强部分70的稳定性,加强部分70的第一底壁75可以包括第一子壁751和第二子壁752,第一子壁751和第二子壁752连接,第一子壁751和第二子壁752之间形成小于180度的夹角。如此,第一子壁751、第二子壁752和水平面可以形成三角形结构,从而提高加强部分70的支撑稳定性。
示例性的,第一子壁751和第二子壁752之间所形成的夹角的开口可以朝下。
可以理解的,加强部分70可以通过一体铸造成型,在形成加强部分70时,需要设置预埋件以在加强部分70内部形成相应的型腔,为了能取出加强部分70内部的预埋件,如图6所示,可以在第一后壁73设置第一取出口731,第一取出口731用于取出预埋件。还可以理解的,第一取出口731还可以起到减重孔的作用,减轻了加强部分70的重量。
请继续参阅图4和图5,为了便于第一斜筋712和第二斜筋713的交叉连接,第一加强筋结构71还包括连接筋714,连接筋714位于第一斜筋712和第二斜筋713所形成的交叉处。
其中,第一横筋711包括第一子横筋7111和第二子横筋7112,第一子横筋7111和第二子横筋7112分别连接于连接筋714的相对两侧,且第一子横筋7111和第二子横筋7112共线设置。
第一斜筋712包括第一子斜筋7121和第二子斜筋7122,第一子斜筋7121和第二子斜筋7122分别连接于连接筋714的相对两侧,且第一子斜筋7121和第二子斜筋7122共线设置。
第二斜筋713包括第三子斜筋7131和第四子斜筋7132,第三子斜筋7131和第四子斜筋7132分别连接于连接筋714的相对两侧,且第三子斜筋7131和第四子斜筋7132共线设置。
其中,第一子斜筋7121和第三子斜筋7131位于第一横筋711的一侧,第二子斜筋7122和第四子斜筋7132位于第一横筋711的另一侧。如此,由于连接筋714的存在,既便于第一斜筋712和第二斜筋713的交叉连接,也便于第一横筋711连接于第一斜筋712和第二斜筋713所形成的交叉处,并且连接筋714还能进一步起到加强的作用。其中,第一子斜筋7121、第三子斜筋7131和第一顶壁74一起限定出三角形区域B,第二子斜筋7122、第四子斜筋7132和第一底壁75一起限定出三角形区域C。
在一些实施例中,连接筋714呈圆环形结构,第一子斜筋7121、第二子斜筋7122、第三子斜筋7131和第四子斜筋7132分别连接于连接筋714的圆周外表面。当然,其他一些实施例中,连接筋714也可以是多边形结构或者是其他不规则的结构,本申请在此不做限制。
为了进一步提高加强部分70的结构刚性和强度,请继续参阅图4和图5,第一加强筋结构71还可以包括第一纵筋715和第二纵筋716,第一纵筋715和第二纵筋716均沿龙门结构30的高度方向延伸设置,第一纵筋715和第二纵筋716在龙门结构30的长度方向上相对设置,且第一纵筋715和第二纵筋716分别位于连接筋714的相对两侧。
示例性的,第一纵筋715和第二纵筋716可以与第一横筋711连接,诸如,第一纵筋715可以连接于第一子横筋7111,第二纵筋716可以连接于第二子横筋7112。
其中,在龙门结构30中,还可以通过提高立柱36的结构刚性和强度以提高龙门结构30的整体结构刚度和强度。示例性的,请参阅图4和图5,立柱36设置为中空结构,在立柱36内部设置有第二加强筋结构361。如此,通过设置合理的加强筋骨,能提高立柱36的结构刚性和强度,进而提高龙门结构30整体的结构刚性和刚度。
示例性的,请参阅图4和图5,第二加强筋结构361包括第二横筋3611和第三斜筋3612,第二横筋3611沿平行于横梁35长度方向的方向延伸设置,第二横筋3611与立柱36的侧壁连接,第三斜筋3612相对于第二横筋3611倾斜设置,第三斜筋3612连接于第二横筋3611和立柱36的侧壁之间,以使第三斜筋3612、第二横筋3611和立柱36的侧壁一起限定出三角形区域D。由于三角形具有稳定性,如此,可以进一步提高立柱36的结构刚性和强度。
请参阅图2至图6,其中,图4和图6中的虚线框E所示出的区域为立柱36所在的区域,可以理解的,立柱36为中空结构,其可以包括第二前壁362、第二后壁363、第二顶壁364、第二底壁365以及第二侧壁366和第三侧壁367,第二前壁362和第二后壁363在龙门结构30的前后方向(或者说沿Y轴的方向)上相对设置,可以理解的,第二前壁362位于主轴箱50所在的一侧。其中,由于立柱36和加强部分70一体成型,如此,立柱36的第二后壁363和加强部分70的第一后壁73一体成型。
第二顶壁364和第二底壁365在龙门结构30的高度方向(或者说沿Z轴的方向)上相对设置,可以理解的,第二顶壁364位于第二底壁365的上方,第二顶壁364与横梁35连接,其中,由于立柱36和加强部分70一体成型,如此,第二顶壁364也可以作为横梁35的底壁的一部分。
第二侧壁366和第三侧壁367在平行横梁35的长度方向的方向上相对设置。第二侧壁366相对于第三侧壁367更远离加强部分70。其中,由于立柱36和加强部分70一体成型,如此,第三侧壁367也可以作为加强部分70的一部分,诸如,立柱36的部分第三侧壁367可以作为加强部分70的第一侧壁76。
其中,第二顶壁364、第二底壁365、第二侧壁366和第三侧壁367分别连接于第二前壁362和第二后壁363之间,第二侧壁366和第三侧壁367还分别连接于第二顶壁364和第二底壁365之间,如此,第二前壁362、第二后壁363、第二顶壁364、第二底壁365、第二侧壁366以及第三侧壁367一起限定出具有中空结构的立柱36。可以理解的,第二横筋3611和第三斜筋3612分别连接于第二侧壁366和第三侧壁367之间。诸如,可以是第二横筋3611、第三斜筋3612和第二侧壁366一起限定出三角形区域D。未示出地,也可以是第二横筋3611、第三斜筋3612和第三侧壁367一起限定出三角形区域。
其中,可以理解的,立柱36可以通过一体铸造成型,在形成立柱36时,需要设置预埋件以在立柱36内部形成相应的型腔,为了能取出立柱36内部的预埋件,如图6所示,可以在立柱36的第二后壁363设置第二取出口3631,第二取出口3631用于取出预埋件。还可以理解的,第二取出口3631还可以起到减重孔的作用,减轻了立柱36的重量。
可以理解的,在龙门结构30中,还可以通过提高横梁35的结构刚性和强度以提高龙门结构30的整体结构刚度和强度。示例性的,如图5和图6所示,横梁35可以设置为中空结构,横梁35内部设置有第四斜筋351,第四斜筋351连接于横梁35的侧壁,以与横梁35的侧壁一起限定出三角形区域F。如图6所示,三角形区域F可以设置成三个,当然,在其他一些实施例中,三角形区域F也可以是一个、两个、四个或者五个等,具体可以根据横梁35的尺寸进行适应性设置。
请参阅图4至图6,其中,图4和图6中的虚线框G所示出的区域为横梁35所在的区域,可以理解的,立柱36为中空结构,其可以包括第三前壁354、第三后壁355、第三顶壁356、第三底壁357以及两第四侧壁358,两第四侧壁358在平行横梁35的长度方向的方向上相对设置。第三前壁354和第三后壁355在龙门结构30的前后方向(或者说沿Y轴的方向)上相对设置,可以理解的,第三前壁354位于主轴箱50所在的一侧。其中,由于横梁35、立柱36和加强部分70一体成型,如此,横梁35的第三后壁355、立柱36的第二后壁363和加强部分70的第一后壁73一体成型。
第三顶壁356和第三底壁357在龙门结构30的高度方向(或者说沿Z轴的方向)上相对设置,可以理解的,第三顶壁356位于第三底壁357的上方,第三底壁357与立柱36和加强部分70连接,其中,由于横梁35、立柱36和加强部分70一体成型,如此,横梁35的第三底壁357也可以作为立柱36和加强部分70的顶壁。
其中,第三顶壁356、第三底壁357和两第四侧壁358分别连接于第三前壁354和第三后壁355之间,两第四侧壁358还分别连接于第三顶壁356和第三底壁357之间,如此,第三前壁354、第三后壁355、第三顶壁356、第三底壁357、两第四侧壁358一起限定出具有中空结构的横梁35。
示例性的,可以在横梁35内部设置第三横筋359,第三横筋359沿平行于横梁35长度方向的方向延伸设置,第三横筋359将横梁35内部分隔成上下两部分中空结构。可以理解的,第三横筋359可以起到加强的作用,其中,第四斜筋351倾斜设置并与第三横筋359和第三后壁355连接,第四斜筋351与第三横筋359和第三后壁355一起限定出三角形区域F。
其中,请参阅图7,图7为本申请实施例提供的龙门结构的另一种剖视图。还可以在横梁35内部设置第五斜筋352,第五斜筋352和第四斜筋351位于第三横筋359的不同侧,诸如,在龙门结构的高度方向上,第四斜筋351位于第三横筋359的下侧,第五斜筋位于第三横筋359的下侧。其中,第五斜筋352倾斜设置并与第三横筋359和第三顶壁356连接,第五斜筋352与第三横筋359、第三顶壁356和第三后壁355一起限定出类三角形区域H。
示例性的,第五斜筋352和第四斜筋351可以共线设置。
请继续参阅图7,为了进一步提高横梁的结构刚性和强度,还可以在支撑台37和横梁的第三前壁354设置第六斜筋38,可以理解的,支撑台37与第三前壁354连接并形成一拐角,第六斜筋38位于该拐角的一侧,第六斜筋38的一端连接于支撑台37,第六斜筋38的另一端连接于第三前壁354,以与支撑台37的局部和第三前壁354的局部一起限定出三角形区域K。
其中,可以理解的,横梁35可以通过一体铸造成型,在形成横梁35时,需要设置预埋件以在横梁35内部形成相应的型腔,为了能取出横梁35内部的预埋件,如图6所示,可以在横梁35的第三后壁355设置第三取出口3551,第三取出口3551用于取出预埋件。还可以理解的,第三取出口3551还可以起到减重孔的作用,减轻了横梁35的重量。
本申请实施例中,通过将龙门结构30设置成上述具有加强部分70和具有加强筋的结构后,通过有限元分析模拟龙门结构30工作时整体的受力情况可知,上述结构优化了龙门结构30中加强筋的分布,极大改善了龙门结构30的抗弯、抗扭、抗压刚性以及抗振性,保证了机床的加工精度以及加工稳定性。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的龙门结构和机床进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种龙门结构,其特征在于,包括:
横梁;
两立柱,分别连接于所述横梁的下部,两所述立柱沿所述横梁的长度方向间隔设置;和
加强部分,连接于两所述立柱之间且与所述横梁连接,所述加强部分为中空结构,所述加强部分内部设置有第一加强筋结构。
2.根据权利要求1所述的龙门结构,其特征在于,所述第一加强筋结构包括第一横筋、第一斜筋和第二斜筋,所述第一斜筋和所述第二斜筋交叉设置,所述第一横筋沿平行于所述横梁长度方向的方向延伸设置,所述第一横筋连接于所述第一斜筋和所述第二斜筋的交叉处。
3.根据权利要求2所述的龙门结构,其特征在于,所述第一加强筋结构还包括位于所述交叉处的连接筋;
所述第一横筋包括第一子横筋和第二子横筋,所述第一子横筋和所述第二子横筋分别连接于所述连接筋的相对两侧,且所述第一子横筋和所述第二子横筋共线设置;
所述第一斜筋包括第一子斜筋和第二子斜筋,所述第一子斜筋和所述第二子斜筋分别连接于所述连接筋的相对两侧,且所述第一子斜筋和所述第二子斜筋共线设置;
所述第二斜筋包括第三子斜筋和第四子斜筋,所述第三子斜筋和所述第四子斜筋分别连接于所述连接筋的相对两侧,且所述第三子斜筋和所述第四子斜筋共线设置;
其中,所述第一子斜筋和所述第三子斜筋位于所述第一横筋的一侧,所述第二子斜筋和所述第四子斜筋位于所述第一横筋的另一侧。
4.根据权利要求3所述的龙门结构,其特征在于,所述连接筋呈圆环形结构,所述第一子斜筋、所述第二子斜筋、所述第三子斜筋和所述第四子斜筋分别连接于所述连接筋的圆周外表面。
5.根据权利要求3所述的龙门结构,其特征在于,所述第一加强筋结构还包括第一纵筋和第二纵筋,所述第一纵筋和所述第二纵筋均沿所述龙门结构的高度方向延伸设置,所述第一纵筋和所述第二纵筋在所述龙门结构的长度方向上相对设置,且所述第一纵筋和所述第二纵筋分别位于所述连接筋的相对两侧。
6.根据权利要求1所述的龙门结构,其特征在于,所述立柱为中空结构,所述立柱内部设置有第二加强筋结构。
7.根据权利要求6所述的龙门结构,其特征在于,所述第二加强筋结构包括第二横筋和第三斜筋,所述第二横筋沿平行于所述横梁长度方向的方向延伸设置,所述第二横筋与所述立柱的侧壁连接,所述第三斜筋相对于所述第二横筋倾斜设置,所述第三斜筋连接于所述第二横筋和所述立柱的侧壁之间,以使所述第三斜筋、所述第二横筋和所述立柱的侧壁一起限定出三角形区域。
8.根据权利要求1所述的龙门结构,其特征在于,所述横梁为中空结构,所述横梁内部设置有第四斜筋,所述第四斜筋连接于所述横梁的侧壁,以与所述横梁的侧壁一起限定出三角形区域。
9.根据权利要求1-8任一项所述的龙门结构,其特征在于,所述横梁、所述立柱和所述加强部分一体成型。
10.一种机床,其特征在于,包括底座和如权利要求1-9任一项所述的龙门结构,所述龙门结构设置于所述底座。
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