CN220659901U - 一种数控机床横梁装配结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及数控加工中心技术领域，特别涉及一种数控机床横梁装配结构，包括工作台，工作台上安装有带Z轴机构的横梁，其中，工作台的材质为大理石；横梁的截面为矩形；工作台的顶端两侧同步设有可纵向移动的滑动板；滑动板上设有定位轴；横梁内设有用于锁紧定位轴的锁紧套；横梁沿纵向的两侧滑动设有限位板；限位板上设有若干个顶针。通过采用大理石的工作台，可以避免热胀冷缩造成的误差影响；采用截面为矩形的横梁，通过两个限位板上顶针可以微调横梁并保证横梁安装的垂直度；以此来提高横梁装配后的整体精度。

Description

一种数控机床横梁装配结构

技术领域

本实用新型涉及数控加工中心技术领域，特别涉及一种数控机床横梁装配结构。

背景技术

现有数控加工中心主要包括工作台，在工作台上方设有安装在Y轴驱动组件上的横梁，横梁上安装有沿横梁方向移动的Z轴机构，Z轴机构包括可竖向移动的气浮主轴，该气浮主轴用于装夹刀具并带动刀具旋转。然而，需要将横梁上的Z轴机构以及带动Z轴机构横向移动的驱动机构作为一个整体，该整体又称XZ轴机构，再将横梁安装到Y轴驱动组件上，因此，保证XZ轴机构的整体精度很重要。现存能够影响XZ轴机构精度的因素主要包括：第一、安装横梁期间需要不停调整横梁，使得XZ轴机构的整体精度极大可能受到影响。第二、XZ轴机构容易受到来自刀具处飞溅的切屑和粉尘的污染，而降低整体运行精度。第三、工作台易受环境温度影响而热胀冷缩，导致XZ轴机构的精度不稳定。因此，需要综合设计一套横梁的装配结构，以保证XZ轴机构的整体精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷与不足，为此本实用新型提供了一种数控机床横梁装配结构，能够保证横梁整体结构在安装和拆卸时的精度。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种数控机床横梁装配结构，安装在工作台上并且带有Z轴机构的横梁，所述工作台的顶端两侧同步设有可纵向移动的滑动板，所述工作台的材质为大理石；所述横梁的截面为矩形；所述滑动板上设有竖向嵌入所述横梁的定位轴，所述定位轴的顶部设有梯形环槽，所述定位轴沿纵向的两侧对称设有锁紧套；所述锁紧套包括套筒；所述套筒的一端内设有滚球，另一端栓接有端盖，所述滚球与端盖之间设有压缩弹簧；所述套筒滑动嵌入所述横梁，所述端盖栓接在所述横梁上；所述滚球能够嵌入所述梯形环槽；所述横梁栓接在所述滑动板的顶端；所述横梁沿纵向的两侧设有栓接在所述滑动板上的限位板；所述限位板上设有若干个螺纹连接的顶针。

进一步地，所述工作台上设有用于带动所述滑动板移动的Y轴驱动组件；所述Y轴驱动组件包括纵向设置的直线电机A，所述直线电机A包括直线定子和磁板动子，所述直线定子固定在所述工作台上；所述直线定子的两侧对称设有直线导轨A，所述直线导轨A上设有若干个相匹配的滑块A，若干个所述滑块A均布栓接在所述滑动板上；所述磁板动子栓接在所述滑动板上。

进一步地，所述工作台上开设有若干个安装工艺孔，若干个所述安装工艺孔用于从所述工作台的底部将所述滑块A和磁板动子栓接在所述滑动板上。

进一步地，所述Y轴驱动组件还包括相配套的光栅尺和扫码头，所述光栅尺沿纵向固定在所述工作台的侧壁上；所述扫码头通过连接座栓接在所述滑动板上。

进一步地，所述直线导轨A的两端均设有用于防撞的橡胶块，所述橡胶块固定在所述工作台上。

进一步地，所述Z轴机构包括固定在滑动座上的气浮主轴，所述气浮主轴的底部设有吸尘组件；所述吸尘组件包括壳体，所述壳体的两侧对称设有固定在所述滑动座上的气缸，所述气缸用于带动所述壳体竖向移动；所述壳体密封滑动套在所述气浮主轴的底部；所述壳体的前端密封设有吸尘管，所述壳体的底部同轴设有吸尘孔和压力脚毛刷，所述压力脚毛刷用于防止切屑向外飞溅。

进一步地，所述气缸的下方设有相配套的光轴和直线轴承；所述直线轴承固定在所述滑动座上；所述光轴的顶部与所述气缸的推杆同轴栓接，所述光轴的底部与所述壳体栓接。

进一步地，所述壳体与气浮主轴之间设有Y型密封圈。

进一步地，所述工作台的底部设有若干个支撑横梁，所述支撑横梁的两端和中间均设有可调节的地脚；所述工作台与支撑横梁之间设有垫板。

进一步地，所述安装工艺孔的底部设有防护板，所述防护板栓接在所述工作台上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过采用大理石的工作台，可以避免热胀冷缩造成的误差影响；采用截面为矩形的横梁，通过两个限位板上的顶针可以保证横梁安装的垂直度；通过定位轴与锁紧套的相互配合，可以减少横梁3安装时挪动的次数，避免对横梁整体结构造成影响而影响整体精度；通过安装工艺孔，可以从工作台的底部将滑块A和磁板动子栓接在滑动板上，以此保证拆卸过程横梁整体结构的完整性，保持原有的精度；通过吸尘组件可以避免切屑、粉尘等对横梁整体运行造成影响；通过上述技术手段来保证横梁装配后整体结构的精度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的局部爆炸图。

图3为本实用新型的局部剖面示意图。

图4为图1中工作台底部的局部示意图。

图5为本实用新型中Z轴机构的结构示意图。

图6为图6中吸尘组件的架构示意图。

图7为图6的剖面示意图。

图8为图1中工作台的局部俯视图。

其中：1、工作台；2、Y轴驱动组件；3、横梁；4、滑动板；5、限位板；6、气浮主轴；7、吸尘组件；8、锁紧套；11、支撑横梁；12、地脚；13、安装工艺孔；14、防护板；15、垫板；21、直线电机A；22、直线导轨A；23、橡胶块；24、光栅尺；25、扫码头；31、沉头孔；41、凸台；42、定位轴；43、梯形环槽；51、顶针；61、滑动座；62、底座；63、电机；64、丝杠；65、直线导轨B；71、壳体；72、气缸；73、光轴；74、直线轴承；75、吸尘管；76、压力脚毛刷；77、Y型密封圈；81、套筒；82、滚球；83、端盖；84、压缩弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。其中，横向为X轴，纵向为Y轴，竖向为Z轴。

实施例

请参阅图1至图8，本实用新型提供了一种数控机床横梁装配结构，包括安装在工作台1上并且带有Z轴机构的横梁3，工作台1的顶端两侧同步设有可纵向移动的滑动板4，其中，工作台1的材质采用大理石；横梁3的截面为矩形；滑动板4上设有竖向嵌入横梁3的定位轴42，该定位轴42的顶部设有梯形环槽43，定位轴42沿纵向的两侧对称设有锁紧套8；如图3所示，锁紧套8包括套筒81；套筒81的一端内设有滚球82，另一端栓接有端盖83，在滚球82与端盖83之间设有压缩弹簧84；套筒81滑动嵌入横梁3，端盖83栓接在横梁3上；滚球82能够嵌入梯形环槽43；横梁3沿纵向的两侧设有栓接在滑动板4上的限位板5；该限位板5上设有若干个螺纹连接的顶针51。

这里的横梁3的两端开设有若干个竖向的沉头孔31；横梁3通过沉头孔31栓接在滑动板4的顶端。

通过采用大理石的工作台1，可以避免热胀冷缩造成的误差影响；采用截面为矩形的横梁3，通过两个限位板5上的顶针51可以微调横梁3的位置，保证横梁3安装的垂直度；通过定位轴42与锁紧套8的相互配合，可以减少横梁3安装时挪动的次数；以此来提高横梁3装配后的整体精度。

优选地，滑动板4的顶部设有相对于定位轴42对称的凸台41，凸台41位于两个限位板5之间，凸台41开设有与沉头孔31相对应的螺纹孔，该螺纹孔的数量为4个。

为了便于工作台1的搬运移动，在工作台1的底部设有若干个支撑横梁11，支撑横梁11的两端和中间均设有可调节的地脚12；工作台1与支撑横梁11之间设有垫板15。通过地脚12可以对工作台1进行调平，保证横梁3整体安装的精度。

为了保证滑动板4稳定带动横梁3移动，在工作台1上设有用于带动滑动板4移动的Y轴驱动组件2；该Y轴驱动组件2包括纵向设置的直线电机A21，这里的直线电机A21为外购件，其型号为MSLW-FS-JCC-H-X-JCC6，直线电机A21包括相配套的直线定子和磁板动子。其中，直线定子固定在工作台1上；直线定子的两侧对称设有直线导轨A22，直线导轨A22上设有若干个相匹配的滑块A，若干个滑块A均布栓接在滑动板4上；磁板动子栓接在滑动板4上。

由于磁板动子本身具有很强的磁吸力，如图8所示，滑块A和磁板动子均有连接孔，如果采用从滑动板4上方安装滑块A和磁板动子，当需要拆卸横梁3时，需要先拆除横梁3上的Z轴机构。再次将Z轴机构安装到横梁3上时，会使得横梁3整体结构的精度受到影响，为了避免这一不稳定的因素，如图4所示，在工作台1上开设有若干个安装工艺孔13，通过安装工艺孔13可以从工作台1的底部将滑块A和磁板动子栓接在滑动板4上，以此保证拆卸过程横梁3整体结构的完整性，保持原有的精度。

相应地，安装工艺孔13的底部可以设有防护板14，防护板14栓接在工作台1上。

此外，Y轴驱动组件2还包括相配套的光栅尺24和扫码头25，光栅尺24沿纵向固定在工作台1的侧壁上；扫码头25通过连接座26栓接在滑动板4上。扫码头25能够将距离信号转变为电信号传递给控制主机，以此在安装横梁3时，保证两个滑动板4对称且同步运行，避免横梁3整体结构来回移动调试影响精度。

为了防止调试过程中，程序出错而导致横梁3冲出工作台1，在直线导轨A22的两端均设有用于防撞的橡胶块23，橡胶块23固定在工作台1上，以保证横梁3安装过程的整体一致性，避免受损而降低精度。

作为本实用新型的一个实施例，Z轴机构包括固定在滑动座61上的气浮主轴6，气浮主轴6的底部设有吸尘组件7；吸尘组件7包括壳体71，壳体71的两侧对称设有固定在滑动座61上的气缸72，气缸72用于带动壳体71竖向移动；壳体71密封滑动套在气浮主轴6的底部，优选地，壳体71与气浮主轴6之间设有Y型密封圈77；壳体71的前端密封设有吸尘管75，壳体71的底部同轴设有吸尘孔和压力脚毛刷76，压力脚毛刷76用于防止切屑向外飞溅。通过吸尘管75连接外部的双筒布袋吸尘器，可以对切屑进行及时吸附处理，避免切屑、粉尘等对横梁3整体运行造成影响，保证横梁3整体结构的精度。

这里的气浮主轴6和压力脚毛刷7为外购件。其中，压力脚毛刷7栓接在壳体71上。气浮主轴如中国实用新型专利CN207372303U公开的一种高稳定性的气浮电主轴，其主要包括主轴本体，主轴本体外部套有电机外壳，整体呈圆柱形，主轴本体的底部设有安装刀具的轴芯，轴心通过主轴本体顶部的电机组件驱动旋转，具体不再赘述。

这里的气缸72的下方可以设有相配套的光轴73和直线轴承74；直线轴承74固定在滑动座61上；光轴73的顶部与气缸72的推杆同轴栓接，光轴73的底部与壳体71栓接。

这里的Z轴机构还包括底座62，在底座62上设有电机63驱动的丝杠64，丝杠64的两侧对称设有直线导轨B65；丝杠64上设有相匹配的螺母，直线导轨B65上设有相匹配的滑块B；螺母和滑块B均固定在滑动座61；直线导轨B65固定在底座62上；电机63固定在底座62的顶端，以此实现气浮主轴6的竖向移动，具体不再赘述。

此外，横梁3的前端设有直线电机B，直线电机B的上下两侧对称设有横向的直线导轨C；直线导轨C上设有若干个相匹配的滑块C，滑块C固定在底座62上；直线电机B用于带动底座62移动，以此实现底座62的横向移动，具体不再赘述。

本实用新型的安装过程是：

第一步，通过叉车将大理石的工作台1放置在合理的位置，然后安装Y轴驱动组件2，相应的滑块A和磁板动子通过安装工艺孔13从工作台1的底部栓接在滑动板4上；

第二步，通过Y轴驱动组件2上的光栅尺24和扫码头25，将两个滑动板4的位置调整好，保证对称位置且同步运行；

第三步，吊起安装Z轴机构的横梁3，此时的Z轴机构上安装有吸尘组件7；通过定位轴42与锁紧套8进行位置锁定，然后，横梁3通过沉头孔31与滑动板4栓接，过程中通过顶针51微调横梁3，保证横梁3垂直度，完成横梁3的整体装配。

在整体安装过程中，避免了环境温度对工作台1的影响，也减少了横梁3整体挪动的次数，避免Z轴机构受到影响而降低精度；同时，通过吸尘组件7避免了加工使用过程中，横梁3与其上的Z轴机构受到切屑和粉尘污染，而影响运行精度。

卸载时，松开顶针51和锁紧套8，松开横梁3中沉头孔31内的螺栓，通过吊绳将横梁3整体结构吊起，然后从安装工艺孔13将滑动板4卸下，整体拆卸方便葵姐，且不影响横梁3整体结构的精度。

上述滑动座61数量可以选用4个。本实用新型通过直线电机A21和直线电机B的驱动，光栅尺24反馈横梁3的位置度，可以实现横梁4和底座62的高精度与高速运行，再通过4个气浮主轴6高效联动，能够实现300～600个孔/分钟的高速打孔。

本实用新型可用其他的不违背本实用新型的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本实用新型的上述实施方案都只能认为是对本实用新型的说明而不能限制本实用新型，权利要求书指出了本实用新型的范围，而上述的说明并未指出本实用新型的范围，因此，在与本实用新型的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本实用新型的权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种数控机床横梁装配结构，包括安装在工作台(1)上并且带有Z轴机构的横梁(3)，所述工作台(1)的顶端两侧同步设有可纵向移动的滑动板(4)，其特征在于，所述工作台(1)的材质为大理石；

所述滑动板(4)上设有竖向嵌入所述横梁(3)的定位轴(42)，所述定位轴(42)的顶部设有梯形环槽(43)，所述定位轴(42)沿纵向的两侧对称设有锁紧套(8)；所述锁紧套(8)包括套筒(81)；所述套筒(81)的一端内设有滚球(82)，另一端栓接有端盖(83)，所述滚球(82)与端盖(83)之间设有压缩弹簧(84)；所述套筒(81)滑动嵌入所述横梁(3)，所述端盖(83)栓接在所述横梁(3)上；所述滚球(82)能够嵌入所述梯形环槽(43)；所述横梁(3)栓接在所述滑动板(4)的顶端；所述横梁(3)沿纵向的两侧设有栓接在所述滑动板(4)上的限位板(5)；所述限位板(5)上设有若干个螺纹连接的顶针(51)。

2.根据权利要求1所述的数控机床横梁装配结构，其特征在于，所述工作台(1)上设有用于带动所述滑动板(4)移动的Y轴驱动组件(2)；所述Y轴驱动组件(2)包括纵向设置的直线电机A(21)，所述直线电机A(21)包括直线定子和磁板动子，所述直线定子固定在所述工作台(1)上；所述直线定子的两侧对称设有直线导轨A(22)，所述直线导轨A(22)上设有若干个相匹配的滑块A，若干个所述滑块A均布栓接在所述滑动板(4)上；所述磁板动子栓接在所述滑动板(4)上。

3.根据权利要求2所述的数控机床横梁装配结构，其特征在于，所述工作台(1)上开设有若干个安装工艺孔(13)，若干个所述安装工艺孔(13)用于从所述工作台(1)的底部将所述滑块A和磁板动子栓接在所述滑动板(4)上。

4.根据权利要求3所述的数控机床横梁装配结构，其特征在于，所述Y轴驱动组件(2)还包括相配套的光栅尺(24)和扫码头(25)，所述光栅尺(24)沿纵向固定在所述工作台(1)的侧壁上；所述扫码头(25)通过连接座(26)栓接在所述滑动板(4)上。

5.根据权利要求2至4任意一项所述的数控机床横梁装配结构，其特征在于，所述直线导轨A(22)的两端均设有用于防撞的橡胶块(23)，所述橡胶块(23)固定在所述工作台(1)上。

6.根据权利要求5所述的数控机床横梁装配结构，其特征在于，所述Z轴机构包括固定在滑动座(61)上的气浮主轴(6)，所述气浮主轴(6)的底部设有吸尘组件(7)；所述吸尘组件(7)包括壳体(71)，所述壳体(71)的两侧对称设有固定在所述滑动座(61)上的气缸(72)，所述气缸(72)用于带动所述壳体(71)竖向移动；所述壳体(71)密封滑动套在所述气浮主轴(6)的底部；所述壳体(71)的前端密封设有吸尘管(75)，所述壳体(71)的底部同轴设有吸尘孔和压力脚毛刷(76)，所述压力脚毛刷(76)用于防止切屑向外飞溅。

7.根据权利要求6所述的数控机床横梁装配结构，其特征在于，所述气缸(72)的下方设有相配套的光轴(73)和直线轴承(74)；所述直线轴承(74)固定在所述滑动座(61)上；所述光轴(73)的顶部与所述气缸(72)的推杆同轴栓接，所述光轴(73)的底部与所述壳体(71)栓接。