專利名稱：精密單柱數(shù)控立式車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
精密單柱數(shù)控立式車床技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種機械加工用立式車床，特別涉及一種工作臺底座結(jié)構(gòu)簡單， 變速箱可整體拆除，使用維修便利的精密單柱數(shù)控立式車床。
背景技術(shù)：
[0002]立式車床的傳動布局形式，是以工作臺中心為對稱軸的熱對稱結(jié)構(gòu)。立柱座落在工作臺底座上，即座落式的結(jié)構(gòu)形式。由工作臺、工作臺底座、主傳動變速箱、立柱、橫梁、垂直刀架、電主軸磨頭、防護、冷卻裝置以及電氣和液壓系統(tǒng)等組成。橫梁在立柱上移動，雙絲杠升降，垂直刀架在橫梁上作水平運動(X向)，滑枕作垂直運動(Z向)。[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，單柱數(shù)控立式車床工作臺采用滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，徑向采用高精度雙列短圓柱滾子軸承，軸向采用高精度推力球軸承做滾動導(dǎo)軌。這種工作臺主軸結(jié)構(gòu)要求安裝空間較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在裝配時需要在主軸軸承軸向加預(yù)載，而加載的大小主要靠工人的裝配經(jīng)驗進行控制，對工人的素質(zhì)要求高，且調(diào)整困難。并且采用多軸承組合，對每個零件的加工精度要求高，裝配后整個系統(tǒng)的累積誤差較大。在車床工作過程中，隨著軸承溫度的上升，主軸系統(tǒng)的變形將會直接影響工作臺的精度。[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，單柱數(shù)控立式車床工作臺的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工裝對工人的素質(zhì)要求高，調(diào)整困難，誤差較大；橫梁的夾緊裝置結(jié)構(gòu)夾緊力范圍小，夾緊不可靠；進給的滾珠絲杠的抗扭剛度對刀架的精度影響很大；主傳動箱部分裝配及維修十分不便，容易對精度造成影響。[0005]因此，從國內(nèi)的車床市場的需求看，對于單柱數(shù)控立式車床的高精度、高剛性、高動態(tài)性能進行改進的要求迫在眉睫。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種精密單柱數(shù)控立式車床，既解決了車床安裝空間需求的問題，又解決了加載的問題。提高了車床工作臺的旋轉(zhuǎn)精度和承載能力。因軸承溫度變化而引起的工作臺系統(tǒng)的變形很小。變速箱安裝方便，間隙易于消除， 精度容易保證。工作臺底座結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，同時住變速箱可整體拆除，使維修十分便利。本實用新型車床橫梁的夾緊裝置能夠保證在切削狀態(tài)下橫梁緊固在立柱導(dǎo)軌上，較大幅度地減小了切削振動，提高了切削狀態(tài)下的平穩(wěn)性和精度保持性。本實用新型車床提高了絲杠的抗扭剛度，在傳動中，降低了對刀架的精度的影響。[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種精密單柱數(shù)控立式車床，包括工作臺，變速裝置，橫梁，橫梁夾緊裝置和進給裝置。[0008]所述工作臺可以采用主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)；所述主軸上可以設(shè)有交叉滾子軸承。[0009]所述主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)是指通過工作臺底座設(shè)一中心軸孔，主軸通過內(nèi)六角螺釘把合于工作臺底座上，且主軸在底座中心軸孔與交叉滾子軸承兩支承處的軸向距離與主軸直徑的比例小于I : 2。[0010]所述交叉滾子軸承中，滾子在內(nèi)圈與外圈間可以間隔交叉成90°方式排列；所述滾子與滾道表面可以呈線性接觸。[0011]所述工作臺的臺面可以為標準T型槽，并配置四套標準卡爪。[0012]所述精密單柱數(shù)控立式車床可以采用熱對稱結(jié)構(gòu)，所述熱對稱結(jié)構(gòu)是指以通過工作臺中心且垂直于橫梁的平面為對稱面，在機床左右方向上具有相同的熱力場和熱變形的結(jié)構(gòu)。[0013]所述變速裝置可以進一步包括主變速箱，所述主變速箱安裝在所述工作臺底座內(nèi)；所述變速裝置可以進一步包括調(diào)速系統(tǒng)，所述調(diào)速系統(tǒng)采用無級調(diào)速；主電機與所述主傳動箱通過皮帶相聯(lián)，經(jīng)機械三擋變速傳至工作臺的大齒圈，用于實現(xiàn)所述工作臺轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無級調(diào)速。[0014]所述機械三擋變速可以為三擋變速液壓自動切換，可以采用內(nèi)外齒結(jié)合子聯(lián)接， 到位壓合位置開關(guān)；所述機械三擋變速由電磁滑閥控制變速油缸油路來變換速度；在控制油路上進一步設(shè)有壓力繼電器、蓄能器及液壓鎖機構(gòu)。[0015]所述橫梁夾緊裝置可以設(shè)置在所述橫梁上；所述橫梁夾緊裝置可以為采用液壓排缸的夾緊裝置；所述橫梁夾緊裝置中液壓帶動活塞移動；所述橫梁夾緊裝置夾緊力可控制。[0016]所述進給裝置可以進一步包括水平進給裝置和垂直進給裝置；所述水平進給裝置進一步設(shè)有刀架；所述水平進給裝置設(shè)置在所述橫梁右端；所述垂直進給裝置進一步設(shè)有垂直滑枕。[0017]所述水平進給裝置，可以由電機經(jīng)24 48同步齒形帶降速驅(qū)動螺距為12mm的滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲母，拖動刀架實現(xiàn)水平進給和快速；所述垂直滑枕的垂直運動，可以由電機經(jīng)24 48同步齒形帶降速驅(qū)動螺距為12mm的滾動絲杠回轉(zhuǎn)，使與滾珠絲杠絲母連接在一起的滑枕作垂直運動。[0018]本實用新型精密單柱數(shù)控立式車床，適用高速鋼、硬質(zhì)合金及陶瓷刀具，車削各種黑色金屬、有色金屬和部分非金屬材料工件及磨削黑色金屬材料工件。本實用新型車床實現(xiàn)了比現(xiàn)有技術(shù)中的車床更高精度、更高剛性、更高動態(tài)的要求。既解決了車床安裝空間需求的問題，又解決了加載的問題。提高了車床工作臺的旋轉(zhuǎn)精度和承載能力。因軸承溫度變化而引起的工作臺系統(tǒng)的變形很小。變速箱安裝方便，間隙易于消除，精度容易保證。工作臺底座結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，同時主變速箱可整體拆除，使維修十分便利。本實用新型車床橫梁的夾緊裝置能夠保證在切削狀態(tài)下橫梁緊固在立柱導(dǎo)軌上，較大幅度地減小了切削振動，提高了切削狀態(tài)下的平穩(wěn)性和精度保持性。本實用新型車床提高了絲杠的抗扭剛度， 在傳動中，降低了對刀架的精度的影響。


[0019]圖I為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的工作臺主軸結(jié)構(gòu)圖；[0020]圖2為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的變速裝置外觀圖；[0021]圖3為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的主變速箱結(jié)構(gòu)圖；[0022]圖4為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的橫梁的夾緊裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
[0023]本實用新型車床是一臺以車為主，以磨為輔的高精度、重切削的數(shù)控立式車床?？刹捎脭?shù)控編程操作，也可手動按鈕操作。最大車削直徑1600mm，最大工件高度1600mm，承載 8t。適用高速鋼、硬質(zhì)合金及陶瓷刀具，車削各種黑色金屬、有色金屬和部分非金屬材料工件及磨削黑色金屬材料工件。[0024]本實用新型車床實現(xiàn)了比現(xiàn)有技術(shù)中的車床更高精度、更高剛性、更高動態(tài)的要求。[0025]該種車床首先解決了工作臺中存在的不足。[0026]現(xiàn)有技術(shù)中，單柱數(shù)控立式車床工作臺采用滾動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，徑向采用高精度雙列短圓柱滾子軸承，軸向采用高精度推力球軸承做滾動導(dǎo)軌。這種工作臺主軸結(jié)構(gòu)要求安裝空間較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在裝配時需要在主軸軸承軸向加預(yù)載，而加載的大小主要靠工人的裝配經(jīng)驗進行控制，對工人的素質(zhì)要求高，且調(diào)整困難。并且采用多軸承組合，對每個零件的加工精度要求高，裝配后整個系統(tǒng)的累積誤差較大。在車床工作過程中，隨著軸承溫度的上升，主軸系統(tǒng)的變形將會直接影響工作臺的精度。因此對于工作臺主軸結(jié)構(gòu)進行改進是必要的。[0027]本實用新型采用主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)，在主軸上裝有一套高精度交叉滾子軸承。該軸承具有結(jié)構(gòu)緊湊，滾子在內(nèi)圈與外圈間間隔交叉成90 °方式排列，能同時承受徑向載荷、軸向載荷、和傾覆力矩。既解決了安裝空間需求的問題，又解決了加載的問題。由于滾子與滾道表面呈線性接觸，因此軸承在承受重載時彈性變形很小，因而提高了工作臺的旋轉(zhuǎn)精度和承載能力。工作臺臺面采用整體實心鑄件，因軸承溫度變化而引起的工作臺系統(tǒng)的變形很小。[0028]其次，本車床解決了主變速箱中存在的不足。[0029]現(xiàn)有技術(shù)中，單柱數(shù)控立式車床將工作臺作為主變速箱，該結(jié)構(gòu)在裝配及維修時。 十分不便。另因工作臺底座各孔中心距的加工誤差而造成的各軸的傳動間隙不易調(diào)整，難于消除，且在傳動過程中的振動將影響整個工作臺系統(tǒng)。[0030]本實用新型采用住變速箱安裝在工作臺底座內(nèi)的結(jié)構(gòu)，將原有的傳動軸均安裝在住變速箱內(nèi)。這樣安裝方便，間隙易于消除，精度容易保證。工作臺底座取消各傳動軸孔， 使底座結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，同時住變速箱可整體拆除，使維修十分便利。[0031]再次，本實用新型車床解決了橫梁的夾緊裝置中存在的不足。[0032]現(xiàn)有技術(shù)中，單柱數(shù)控立式車床設(shè)置在橫梁的夾緊裝置中，采用的是油缸帶動斜塊移動，從而使夾緊塊對橫梁進行夾緊和放松。該結(jié)構(gòu)因夾緊面積小，在夾緊過程中使立柱導(dǎo)軌局部比壓增大，容易破壞立柱導(dǎo)軌面，從而使夾緊力范圍較小，且受力不均布，夾緊不可靠。[0033]本實用新型采用液壓排缸夾緊結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)由于夾緊面積大，夾緊力大，可以保證在切削狀態(tài)下橫梁緊固在立柱導(dǎo)軌上，較大幅度地減小了切削振動，提高了切削狀態(tài)下的平穩(wěn)性和精度保持性。[0034]最后，在進給傳動中，本實用新型選用的是公稱直徑Φ80，導(dǎo)程12的滾珠絲杠 GQ8012，大大提高了絲杠的抗扭剛度，在傳動中，降低了對刀架的精度的影響。[0035]
以下結(jié)合附圖和具體實施例對該實用新型進行詳細說明。[0036]如圖I所示，為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的工作臺主軸結(jié)構(gòu)圖。其中，各個部件分別為101.工作臺臺面，102.上板，103.下板，104.圓錐銷，105.壓板，106.小內(nèi)六角螺釘，107.調(diào)整墊，108.齒圈，109.大內(nèi)六角螺釘，110.交叉滾子軸承， 111.工作臺底座。[0037]工作臺采用主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)，在主軸上裝有一套高精度交叉滾子軸承 110 (本實施例中為PSL912-304/P4，580 X 760 X 80 ；當然，在其他的實施方式中，可以為另外的型號)。該交叉滾子軸承110具有結(jié)構(gòu)緊湊，滾子在內(nèi)圈與外圈間間隔交叉成90°方式排列，能同時承受徑向載荷、軸向載荷、和傾覆力矩。由于滾子與滾道表面呈線性接觸，因此交叉滾子軸承110在承受重載時彈性變形很小，因而提高了工作臺的旋轉(zhuǎn)精度和承載能力。工作臺的臺面101采用標準T型槽，并配置四套標準卡爪。為減少工作臺熱變形對加工精度的影響，本實用新型車床采用熱對稱結(jié)構(gòu)等多項措施，以便達到工作臺在左右方向相同的熱變形，保證工作臺長期穩(wěn)定的工作。[0038]如圖2所示，為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的變速裝置外觀圖。其中，各個部件分別為=201.主電機，202.調(diào)速系統(tǒng)，203.主傳動箱，204.皮帶，205位置開關(guān)，101工作臺臺面，111工作臺底座。[0039]如圖3所示，為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的主變速箱結(jié)構(gòu)圖。其中，部件為301內(nèi)外齒結(jié)合子。[0040]主變速箱安裝在工作臺底座111內(nèi)，主傳動機構(gòu)由Z4-225_31、45kW直流調(diào)速電動機驅(qū)動，調(diào)速系統(tǒng)202采用無級調(diào)速。主電機201與主傳動箱203通過皮帶204相聯(lián)，經(jīng)機械三擋變速傳至工作臺大齒圈108，實現(xiàn)工作臺轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無級調(diào)速，調(diào)速系統(tǒng)為西門子 6RA70。[0041]三擋變速液壓自動切換，采用內(nèi)外齒結(jié)合子301聯(lián)接，變速可靠，到位壓合位置開關(guān)205。三擋變速由電磁滑閥控制變速油缸油路來變換速度，為防止變速油缸卸壓，在控制油路上設(shè)有壓力繼電器、蓄能器及液壓鎖機構(gòu)，確保變速工作可靠。變速箱中全部齒輪采用淬火磨削工藝，精度為5級，增加了齒輪壽命，獲得高的傳動精度及傳動效率，并降低傳動的振動與噪聲。[0042]主變速箱與工作臺底座聯(lián)接采用可靠的定位措施，以保證齒輪傳動副的嚙合精度。[0043]如圖4所示，為本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的橫梁的夾緊裝置結(jié)構(gòu)圖。其中，各個部件分別為401.卡套式錐螺紋直通接頭，402.內(nèi)六角螺釘，403.端蓋， 404.擋圈，405. O型密封圈，406. B型KY密封圈，407.活塞。[0044]在橫梁上采用液壓排缸夾緊裝置，該裝置采用的是油壓帶動活塞407移動，且受力面積大，受力均勻。夾緊力可控制性。保證在切削狀態(tài)下橫梁緊固在立柱導(dǎo)軌上，較大幅度的減小切削振動。[0045]本實用新型實施例所述精密單柱數(shù)控立式車床的橫梁的進給裝置為[0046]橫梁右端置有刀架的水平進給機構(gòu)。絲杠GQ8012-4/P3，由SIEMENS1FT6型交流伺服電機經(jīng)24 48同步齒形帶降速驅(qū)動螺距為12mm的滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲母，拖動刀架實現(xiàn)水平進給和快速。[0047]垂直刀架的垂直運動，由SIEMENS 1FT6型交流伺服電機經(jīng)24 48同步齒形帶降速驅(qū)動螺距為12mm的滾動絲杠(GQ8012-4/P3)回轉(zhuǎn)，使與滾珠絲杠絲母連接在一起的滑枕作垂直運動。[0048]同比普通的該類車床所用GQ6310絲杠，本實用新型車床因絲杠的剛度大、變形小，使得傳動性更好。最終能使定位精度達到O. 005mm/1000mm,重復(fù)定位精度達到 O. 003mm/1000mm。[0049]所有上述的首要實施這一知識產(chǎn)權(quán)，并沒有設(shè)定限制其他形式的實施這種新產(chǎn)品和/或新方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將利用這一重要信息，上述內(nèi)容修改，以實現(xiàn)類似的執(zhí)行情況。但是，所有修改或改造基于本實用新型新產(chǎn)品屬于保留的權(quán)利。[0050]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種精密單柱數(shù)控立式車床，其特征在于，包括工作臺，變速裝置，橫梁，橫梁夾緊裝置和進給裝置； 所述工作臺采用主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)；所述主軸上設(shè)有交叉滾子軸承；所述主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)是指通過所述工作臺底座設(shè)置一中心軸孔，主軸通過內(nèi)六角螺釘把合于工作臺底座上，且主軸在底座中心軸孔與交叉滾子軸承兩支承處的軸向距離與主軸直徑的比例小于1:2; 所述變速裝置進一步包括主變速箱，所述主變速箱安裝在所述工作臺底座內(nèi)；所述變速裝置進一步包括調(diào)速系統(tǒng)，所述調(diào)速系統(tǒng)采用無級調(diào)速；主電機與所述主傳動箱通過皮帶相聯(lián)，經(jīng)機械三擋變速傳至工作臺的大齒圈，用于實現(xiàn)所述工作臺轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)無級調(diào)速； 所述橫梁夾緊裝置設(shè)置在所述橫梁上；所述橫梁夾緊裝置為采用液壓排缸的夾緊裝置；所述橫梁夾緊裝置中液壓帶動活塞移動；所述橫梁夾緊裝置夾緊力可控制； 所述進給裝置進一步包括水平進給裝置和垂直進給裝置；所述水平進給裝置進一步設(shè)有刀架；所述水平進給裝置設(shè)置在所述橫梁右端；所述垂直進給裝置進一步設(shè)有垂直滑枕。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述精密單柱數(shù)控立式車床，其特征在于，所述交叉滾子軸承中，滾子在內(nèi)圈與外圈間間隔交叉成90°方式排列；所述滾子與滾道表面呈線性接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述精密單柱數(shù)控立式車床，其特征在于，所述工作臺的臺面為標準T型槽，并配置四套標準卡爪。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述精密單柱數(shù)控立式車床，其特征在于，所述精密單柱數(shù)控立式車床采用熱對稱結(jié)構(gòu)，所述熱對稱結(jié)構(gòu)是指以通過工作臺中心且垂直于橫梁的平面為對稱面，在機床左右方向上具有相同的熱力場和熱變形的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述精密單柱數(shù)控立式車床，其特征在于，所述機械三擋變速為三擋變速液壓自動切換，采用內(nèi)外齒結(jié)合子聯(lián)接，到位壓合位置開關(guān)；所述機械三擋變速由電磁滑閥控制變速油缸油路來變換速度；在控制油路上進一步設(shè)有壓力繼電器、蓄能器及液壓鎖機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述精密單柱數(shù)控立式車床，其特征在于，所述水平進給裝置，由電機經(jīng)24 48同步齒形帶降速驅(qū)動螺距為12mm的滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲母，拖動刀架實現(xiàn)水平進給和快速；所述垂直滑枕的垂直運動，由電機經(jīng)24 48同步齒形帶降速驅(qū)動螺距為12mm的滾動絲杠回轉(zhuǎn)，使與滾珠絲杠絲母連接在一起的滑枕作垂直運動。
專利摘要本實用新型公開了一種精密單柱數(shù)控立式車床，包括工作臺，變速裝置，橫梁，橫梁夾緊裝置和進給裝置。所述工作臺采用主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)；主軸上設(shè)有交叉滾子軸承。所述主軸固定型短主軸結(jié)構(gòu)是通過工作臺底座設(shè)一中心軸孔，主軸通過內(nèi)六角螺釘把合與工作臺底座上，且主軸在底座中心軸孔與交叉滾子軸承兩支承處的軸向距離與主軸直徑的比例小于1∶2。所述交叉滾子軸承中，滾子在內(nèi)圈與外圈間間隔交叉成90°方式排列。本實用新型車床橫梁的夾緊裝置能夠保證在切削狀態(tài)下橫梁緊固在立柱導(dǎo)軌上，較大幅度地減小了切削振動，提高了切削狀態(tài)下的平穩(wěn)性和精度保持性。本實用新型車床提高了絲杠的抗扭剛度，在傳動中，降低了對刀架的精度的影響。
文檔編號B23Q1/26GK202804191SQ201220324380
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者耿中偉, 趙剛, 瞿菲菲, 魏旭光, 董玉梅, 趙寧, 郝慶波 申請人:一重集團紹興重型機床有限公司