專利名稱：一種龍門銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)床設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種龍門銑床。
背景技術(shù)：
近年來我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展有了很大的進(jìn)步，產(chǎn)品品種、數(shù)量、質(zhì)量均有了顯著的提高，為我國航空工業(yè)的發(fā)展 起到了很大的支持作用，但是飛機(jī)制造廠急需大量配置的各類五坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床均無法滿足，此類設(shè)備采購對(duì)象仍是以歐美進(jìn)口機(jī)床為主。比如高速臥式加工中心、大型五坐標(biāo)高速雙龍門銑床、五坐標(biāo)高速立加等飛機(jī)制造廠急需設(shè)備，在國內(nèi)尚處于空白狀況?，F(xiàn)有機(jī)床的橫梁一般采用高強(qiáng)度鑄鐵材料制造。由于受鑄鐵材料的彈性模量和抗拉強(qiáng)度等因素的制約和鑄造工藝性的限制，橫梁內(nèi)部加強(qiáng)筋厚度至少為20-30_，內(nèi)部筋腔必須均勻布置，這使得為了在某些應(yīng)力集中部位增加筋腔密度而不得不將橫梁整體筋腔數(shù)量增加，使橫梁重量不必要的增大，由自重所引起的撓度變形顯著；雖經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行精度補(bǔ)償可滿足加工需要，但仍然對(duì)其精度有所影響。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題如何提供一種龍門銑床，以克服橫梁由于自重引起的撓度變形問題，提高龍門銑床的加工精度。( 二 )技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種龍門銑床，其包括床體、拖板和橫梁；所述拖板設(shè)置在所述床體上，所述橫梁設(shè)置在所述拖板上；所述橫梁的主要承靠面呈下開口的拋物線形，并且所述拋物線的凸起部分剛好補(bǔ)償所述橫梁由于自重引起的撓度變形。優(yōu)選地，所述拋物線的方程式如下y = -I. 95 X 10 7χ2+0· 05其中X的數(shù)值范圍為-1600mm ^ x ^ 1600mm。優(yōu)選地，所述橫梁由鋼材焊接而成，整體呈箱型結(jié)構(gòu)，中心部分由兩組槽鋼相對(duì)焊接而成，并且沿所述槽鋼的長度方向焊接有通長直筋。優(yōu)選地，在所述箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)部，垂直所述槽鋼長度方向設(shè)置有多個(gè)筋板，并且在所述橫梁與所述拖板的連接部分設(shè)置的所述筋板數(shù)量多于其他部分。優(yōu)選地，所述龍門銑床還包括用于驅(qū)動(dòng)所述橫梁的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述拖板連接，并且所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括主電機(jī)和副電機(jī)。優(yōu)選地，所述主電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)齒輪作為主齒輪；所述副電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)齒輪作為副齒輪；所述主齒輪和副齒輪通過齒條連接。優(yōu)選地，所述龍門銑床還包括滑鞍和滑枕；所述滑鞍設(shè)置在所述床體上，所述滑枕和所述滑鞍滑動(dòng)連接。優(yōu)選地，在所述滑枕的下端面設(shè)置有A軸和C軸雙擺聯(lián)動(dòng)頭。[0016]優(yōu)選地，所述龍門銑床還包括工作臺(tái)；所述工作臺(tái)設(shè)置在所述龍門銑床的底部，并且與所述床體連接。優(yōu)選地，所述工作臺(tái)為HT300鑄造件，并且在所述工作臺(tái)的底部設(shè)置有地腳。(三)有益效果本實(shí)用新型的龍門銑床通過將橫梁的主要承靠面設(shè)計(jì)為拋物線形，并且采用鋼焊接結(jié)構(gòu)的橫梁取代傳統(tǒng)的鑄鐵結(jié)構(gòu)的橫梁，有效克服了橫梁由于自重引起的撓度變形問題，提供了龍門銑床的加工精度。同時(shí)，由于采用 本實(shí)用新型的橫梁結(jié)構(gòu)，還減小了橫梁自重，從而提高了龍門銑床的進(jìn)給速度，減少了加工時(shí)間，提高了加工效率。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床的前視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床的右視圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的橫梁的形狀示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床的橫梁部分的局部示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床的前視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床的右視圖。如圖I、圖2所示，所述龍門銑床包括床體100、拖板200、橫梁300、滑鞍400、滑枕500、聯(lián)動(dòng)頭600和工作臺(tái)700。所述拖板200設(shè)置在所述床體100上，并且所述拖板200在所述床體100上可沿X向移動(dòng)。所述橫梁300設(shè)置在所述拖板200上，所述滑鞍400設(shè)置在所述床體100上，并且可以沿所述橫梁300實(shí)現(xiàn)Y向進(jìn)給。所述滑枕500與所述滑鞍400滑動(dòng)連接，可以沿所述滑鞍400實(shí)現(xiàn)Z向進(jìn)給。在所述滑枕500的下端面固定安裝A軸和C軸雙擺聯(lián)動(dòng)頭600，實(shí)現(xiàn)所述龍門銑床A軸方向連續(xù)擺動(dòng)和五軸頭的沿C軸方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。所述工作臺(tái)700設(shè)置在所述龍門銑床的底部，并且與所述床體100連接。所述工作臺(tái)700為HT300鑄造件，并且在其底部設(shè)置有地腳。所述床體100、拖板200和滑鞍400均為鑄鐵件。所述工作臺(tái)700為HT300鑄造件，耐磨性強(qiáng)、抗壓性能好，并且在其底部設(shè)置有地腳，分布均勻的地腳使固定安裝的所述工作臺(tái)700受力均勻，承重達(dá)到5000kg/m2以上。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的橫梁的形狀示意圖。如圖3所示，所述橫梁300的主要承靠面呈下開口的拋物線形，并且所述拋物線的凸起部分剛好補(bǔ)償所述橫梁由于自重引起的撓度變形。所述拋物線的方程式如下y = ax2+b ；其中，a和b均為常數(shù),本實(shí)施例中X的數(shù)值范圍為-1600mm彡x彡1600mm,即所述橫梁300的長度為3. 2m，相應(yīng)的a的數(shù)值為-I. 95X 10_7，b的數(shù)值為O. 05。當(dāng)橫梁的長度改變時(shí)，應(yīng)該適當(dāng)調(diào)整a和b的數(shù)值，以保證拋物線的凸起部分剛好補(bǔ)償橫梁由于自重引起的撓度變形。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的橫梁的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述橫梁300由鋼材焊接而成，整體呈箱型結(jié)構(gòu)，中心部分由兩組槽鋼相對(duì)焊接而成，并且沿所述槽鋼的長度方向焊接有通長直筋301。在所述箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)部，垂直所述槽鋼長度方向設(shè)置有多個(gè)筋板302，并且在所述橫梁與所述拖板的連接部分設(shè)置的所述筋板302數(shù)量多于其他部分。經(jīng)過有限元分析發(fā)現(xiàn)所述橫梁300在所述連接部分的應(yīng)力較為集中，因此，在這部分設(shè)置較多的所述筋板302，能夠增加所述橫梁300的抗彎能力，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致中間部分撓度變形。圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床的橫梁部分的局部示意圖。如圖5所示，所述龍門銑床還包括用于驅(qū)動(dòng)所述橫梁300的驅(qū)動(dòng)電機(jī)800 ;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)800與所述拖板200連接，并且所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)800包括主電機(jī)801和副電機(jī)802。所述主電機(jī)801帶動(dòng)一個(gè)齒輪作為主齒輪901 ;所述副電機(jī)802帶動(dòng)一個(gè)齒輪作為副齒輪902 ;所述主齒輪901和副齒輪902通過齒條1000連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)所述主齒輪901和副齒輪902之間的傳動(dòng)。目前在大型機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中大都采用本實(shí)施例所述的齒輪齒條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不受行程限制，傳遞扭矩大、剛性好。但是由于齒輪齒條之間存在嚙合間隙并且行星減速機(jī)內(nèi)也存在背隙，這些因素勢(shì)必要影響到機(jī)床運(yùn)動(dòng)的精度和同步性。為了消除這種間隙，對(duì)齒輪齒條的精度要求很高，而且機(jī)械式消隙結(jié)構(gòu)也非常復(fù)雜，并且可靠性不高。而采用本實(shí)施例所述的雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)結(jié)構(gòu)，通過機(jī)床電氣系統(tǒng)對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)800進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)機(jī)床運(yùn)行的不同情況，施加相反方向的全程預(yù)載，可以有效去除間隙，提高機(jī)床的精度和可靠性。具體工作原理如下(I)停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，主電機(jī)801、副電機(jī)802停轉(zhuǎn)，電氣系統(tǒng)分別為主電機(jī)801和副電機(jī)802施加相反方向的預(yù)載，在預(yù)載力的作用下，使主齒輪901與副齒輪902分別抵住齒條1000前后面，達(dá)到消除齒隙的目的。(2)加速狀態(tài)時(shí)，主電機(jī)801、副電機(jī)802加速運(yùn)轉(zhuǎn)，電氣系統(tǒng)為主電機(jī)801和副電機(jī)802施加同向的驅(qū)動(dòng)力矩，負(fù)載連續(xù)加速運(yùn)動(dòng)。(3)勻速狀態(tài)時(shí)，電氣系統(tǒng)為主電機(jī)801、副電機(jī)802施加同向的驅(qū)動(dòng)力矩。當(dāng)預(yù)加轉(zhuǎn)矩大于摩擦轉(zhuǎn)矩時(shí)，主齒輪901作為驅(qū)動(dòng)齒輪，副齒輪902制動(dòng)。當(dāng)摩擦轉(zhuǎn)矩大于預(yù)加轉(zhuǎn)矩時(shí)，主齒輪901和副齒輪902同時(shí)作為驅(qū)動(dòng)齒輪，負(fù)載勻速運(yùn)動(dòng)。(4)減速狀態(tài)時(shí)，電氣系統(tǒng)為主電機(jī)801、副電機(jī)802施加同向，但與負(fù)載運(yùn)動(dòng)方向相反的驅(qū)動(dòng)力矩，當(dāng)負(fù)載停止運(yùn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩消失，主電機(jī)801、副電機(jī)802在預(yù)載力的作用下消除間隙。所述龍門銑床布局規(guī)整，設(shè)有全封閉防護(hù)間，配有安全電子門鎖和寬敞的安全觀察窗，除有效防止加工切屑和冷卻液飛濺外，確保高速加工的安全性。所述龍門銑床的冷卻、液壓、氣動(dòng)和潤滑系統(tǒng)集中控制，并布置在所述防護(hù)間外偵牝便于監(jiān)測(cè)和調(diào)整；電氣控制系統(tǒng)位于所述防護(hù)間外側(cè)，便于操作和調(diào)試。 所述龍門銑床共有三個(gè)直線傳動(dòng)軸(X軸、Y軸和Z軸)，在這三個(gè)直線傳動(dòng)軸中，每一對(duì)相互運(yùn)動(dòng)部件間均采用滾柱導(dǎo)軌導(dǎo)向，其輕快地?zé)o間隙高速運(yùn)動(dòng)，可使機(jī)床獲得較高的幾何精度和定位精度，并具有較強(qiáng)的剛性和長久的精度保持性，而且維護(hù)保養(yǎng)非常簡(jiǎn)便。機(jī)床各坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)中心均靠近移動(dòng)部件質(zhì)心，傳動(dòng)剛度高；機(jī)床的驅(qū)動(dòng)連接配以高剛性聯(lián)軸器，使得該機(jī)床既有卓越的動(dòng)力輸出又有穩(wěn)定的機(jī)械性能。所述龍門銑床在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸方向上均設(shè)有直線光柵尺，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)反饋，可使機(jī)床獲得穩(wěn)定的位置精度。并且通過優(yōu)化各伺服軸傳動(dòng)參數(shù)，從而達(dá)到機(jī)床動(dòng)態(tài)特性最優(yōu)化。所述龍門銑床主要?dú)鈩?dòng)元件為SMC( —個(gè)氣動(dòng)元件制造商)產(chǎn)品，性能可靠，安裝、調(diào)整操作簡(jiǎn)單。坐標(biāo)軸油脂潤滑系統(tǒng)采用遞進(jìn)式兩級(jí)分配器，數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)控制、定時(shí)定量地向各傳動(dòng)元件輸送專用潤滑劑，給油量可調(diào)，并有油路堵塞報(bào)警。所述龍門銑床還配有2000L大容量水箱，并且在所述工作 臺(tái)700兩側(cè)各配置一套鏈?zhǔn)脚判计?，后部設(shè)有提升裝置，可實(shí)現(xiàn)整機(jī)集中排屑。本實(shí)用新型實(shí)施例所述的龍門銑床通過將橫梁的主要承靠面設(shè)計(jì)為拋物線形，并且采用鋼焊接結(jié)構(gòu)的橫梁取代傳統(tǒng)的鑄鐵結(jié)構(gòu)的橫梁，有效克服了橫梁由于自重引起的撓度變形問題，提供了龍門銑床的加工精度。同時(shí)，由于采用本實(shí)用新型的橫梁結(jié)構(gòu)，還減小了橫梁自重，從而提高了龍門銑床的進(jìn)給速度，減少了加工時(shí)間，提高了加工效率。以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種龍門銑床，其特征在于，包括床體、拖板和橫梁；所述拖板設(shè)置在所述床體上，所述橫梁設(shè)置在所述拖板上；所述橫梁的主要承靠面呈下開口的拋物線形，并且所述拋物線的凸起部分剛好補(bǔ)償所述橫梁由于自重引起的撓度變形。
2.如權(quán)利要求I所述的龍門銑床，其特征在于，所述拋物線的方程式如下y = -I. 95X1(T7x2+0. 05 其中X的數(shù)值范圍為-1600mm≤x≤1600mm。
3.如權(quán)利要求I所述的龍門銑床，其特征在于，所述橫梁由鋼材焊接而成，整體呈箱型結(jié)構(gòu)，中心部分由兩組槽鋼相對(duì)焊接而成，并且沿所述槽鋼的長度方向焊接有通長直筋。
4.如權(quán)利要求3所述的龍門銑床，其特征在于，在所述箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)部，垂直所述槽鋼長度方向設(shè)置有多個(gè)筋板，并且在所述橫梁與所述拖板的連接部分設(shè)置的所述筋板數(shù)量多于其他部分。
5.如權(quán)利要求I所述的龍門銑床，其特征在于，所述龍門銑床還包括用于驅(qū)動(dòng)所述橫梁的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)與所述拖板連接，并且所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括主電機(jī)和副電機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的龍門銑床，其特征在于，所述主電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)齒輪作為主齒輪；所述副電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)齒輪作為副齒輪；所述主齒輪和副齒輪通過齒條連接。
7.如權(quán)利要求I所述的龍門銑床，其特征在于，所述龍門銑床還包括滑鞍和滑枕；所述滑鞍設(shè)置在所述床體上，所述滑枕和所述滑鞍滑動(dòng)連接。
8.如權(quán)利要求7所述的龍門銑床，其特征在于，在所述滑枕的下端面設(shè)置有A軸和C軸雙擺聯(lián)動(dòng)頭。
9.如權(quán)利要求I所述的龍門銑床，其特征在于，所述龍門銑床還包括工作臺(tái)；所述工作臺(tái)設(shè)置在所述龍門銑床的底部，并且與所述床體連接。
10.如權(quán)利要求9所述的龍門銑床，其特征在于，所述工作臺(tái)為HT300鑄造件，并且在所述工作臺(tái)的底部設(shè)置有地腳。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種龍門銑床，涉及機(jī)床設(shè)備領(lǐng)域。所述龍門銑床包括床體、拖板和橫梁；所述拖板設(shè)置在所述床體上，所述橫梁設(shè)置在所述拖板上；所述橫梁的主要承靠面呈下開口的拋物線形，并且所述拋物線的凸起部分剛好補(bǔ)償所述橫梁由于自重引起的撓度變形。所述龍門銑床通過將橫梁的主要承靠面設(shè)計(jì)為拋物線形，并且采用鋼焊接結(jié)構(gòu)的橫梁取代傳統(tǒng)的鑄鐵結(jié)構(gòu)的橫梁，有效克服了橫梁由于自重引起的撓度變形問題，提供了龍門銑床的加工精度。同時(shí)，由于采用本實(shí)用新型的橫梁結(jié)構(gòu)，還減小了橫梁自重，從而提高了龍門銑床的進(jìn)給速度，減少了加工時(shí)間，提高了加工效率。
文檔編號(hào)B23C9/00GK202356867SQ20112037484
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者佟玉霞, 劉西恒, 孟祥宇, 楊力, 狄素華, 田紹新, 魏峰 申請(qǐng)人:北京君研海天科技有限公司, 寧波海天精工機(jī)械有限公司