本實用新型涉及機械制造技術領域,具體涉及機床制造,尤其是五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心,特別是五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的底座。
背景技術:
隨著我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和國防建設的需要,對高檔數(shù)控機床提出了迫切的大量需求。機床是一個國家制造業(yè)水平的象征,而代表機床制造業(yè)最高水平的五軸聯(lián)動數(shù)控機床則從某種意義上說反映了一個國家的工業(yè)發(fā)展的整體狀況。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床又稱為五軸聯(lián)動加工中心。加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心。立式加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式,一種是工作臺回轉(zhuǎn)軸,另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。就前者而言,設置在底座上的工作臺可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn),定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉(zhuǎn)臺,環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn),定義為C軸,C軸都是360度回轉(zhuǎn)。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作臺上的工件除了底面之外,其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現(xiàn)聯(lián)動,就可加工出復雜的空間曲面。這種設置方式的優(yōu)點是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時,工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn),主軸前端是一個回轉(zhuǎn)頭,能自行環(huán)繞Z軸360度,成為C軸,回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞軸旋轉(zhuǎn)的A軸,一般可達±90度以上,實現(xiàn)上述同樣的功能。這種設置方式的優(yōu)點是主軸 加工非常靈活,工作臺也可以設計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發(fā)動機殼都可以在這類加工中心上加工。
中國發(fā)明專利申請200910028286公開了一種五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心,包括床身,龍門架,其包含左右兩個龍門柱,以及設置于其間的龍門橫梁,龍門立柱前部安裝可使工作臺同時繞AC軸轉(zhuǎn)動的直驅(qū)式雙軸精密轉(zhuǎn)臺。所述龍門架上設置有可X向運動的橫梁,前部設置有Y向運動的溜板,溜板前部設有Z向運動的主軸。床身和龍門架之間的空腔內(nèi)設有刀庫。據(jù)稱該發(fā)明具有占地少,節(jié)約空間,運行平穩(wěn),性能穩(wěn)定,抗震性好,能長期保持精度等效果。
中國發(fā)明專利申請201310418350公開了一種五軸聯(lián)動加工機床,包括,其包括底座、龍門立柱、加工部、工作臺及擺動臺,所述龍門立柱安裝在所述底座上,所述加工部可移動地安裝在所述龍門立柱上,并位于所述底座的上方,所述底座上設置有第一導軌和第一驅(qū)動裝置,所述工作臺可移動地安裝在所述第一導軌上,并與所述第一驅(qū)動裝置連接,所述擺動臺安裝在所述工作臺上,所述擺動臺的擺動軸線平行于所述第一導軌的延伸方向。據(jù)稱該發(fā)明由于擺動臺的擺動軸線平行于第一導軌的延伸方向,因此當工作臺停止沿第一導軌移動時,擺動臺不會因慣性而產(chǎn)生不必要的擺動,從而可以避免鐘擺效應的產(chǎn)生,提高了加工精度。
然而,現(xiàn)有技術仍然存在底座受力不勻,易產(chǎn)生變形,機床穩(wěn)定性不佳等問題。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的一個甚至多個技術問題。
本實用新型發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn),通過以下技術方案可以實現(xiàn)本實用新型的技術目的。
一種五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的底座,其特征在于,所述底座具有V形上表面(110)。
在一個優(yōu)選的方面,所述底座的下表面包括七、九或十一個支撐腳(114,115)。
在一個優(yōu)選的方面,其中一個支撐腳(114)位于立柱下方。
在一個優(yōu)選的方面,其余支撐腳(115)平均分布于相對兩側(cè)。
在一個優(yōu)選的方面,所述底座的結(jié)構(gòu)主體包括應力結(jié)點(111)和應力分散輻條(112,113)。
在一個優(yōu)選的方面,其中一部分應力分散輻條(112)指向位于底座下表面的支撐腳(114,115)。
在一個優(yōu)選的方面,其中一部分應力分散輻條(113)垂直于下表面。
在一個優(yōu)選的方面,所述底座的上表面包括兩條平行滑軌(117),所述滑軌相對于上表面的端部下沉,所述滑軌可以大致位于應力結(jié)點正上方。
在一個優(yōu)選的方面,所述底座的結(jié)構(gòu)主體呈網(wǎng)格(116)狀,包括縱橫交錯的加強筋條。
以上優(yōu)選方面之間可以相互組合,各個方面中的技術特征亦可彼此組合。
和現(xiàn)有技術相比,本實用新型具有以下一項或多項優(yōu)勢:
1.有效分散加工中心對底座產(chǎn)生的應力;
2.避免應力造成底座變形;
3.大大提高加工中心底座的使用穩(wěn)定性及支撐剛性。
附圖說明
圖1是本實用新型一個具體實施方案的底座的立體示意圖;
圖2是本實用新型一個具體實施方案的底座沿YZ平面的截面圖;
圖3是本實用新型一個具體實施方案的底座的應力分散示意圖;
圖4是本實用新型一個具體實施方案的底座的立體示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方案結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
圖1顯示了本實用新型涉及的五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心的底座的一個具體實施方案。
五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心(以下簡稱機床)可沿XYZ三軸滑動和AC兩軸轉(zhuǎn)動,并可沿XYZAC五軸聯(lián)動。五軸聯(lián)動數(shù)控機床一般包括以下部件:
底座;固定于底座上并可沿X軸滑動的橫向基座;固定于橫向基座上并可沿A軸和C軸轉(zhuǎn)動的工件臺;固定于底座上的立柱;固定于立柱上并可沿Y軸滑動的縱向基座;固定于縱向基座上并可沿Z軸滑動的主軸;和固定于立柱上的自動換刀系統(tǒng)。
參見圖1-4,底座采用最新的框架式設計,內(nèi)部包括多個網(wǎng)格116,各個網(wǎng)格116由高剛性筋肋交錯疊加而成。底座的上表面110上安裝兩條平行導軌,用于支撐橫向基座,橫向基座的下表面安裝支撐滑塊,由此實現(xiàn)沿X軸的滑動。
由圖2清晰可見,兩條導軌的位置低于上表面兩側(cè)高度,相對于兩側(cè)下沉,由此底座的上表面110呈現(xiàn)馬鞍狀結(jié)構(gòu),整體具有V形截面形狀。這一結(jié)構(gòu)設計可以使得機床運行時產(chǎn)生的應力集中于底座的下方,增加機床的穩(wěn)定性。此外,如圖2-4所示,底座的下表面包括九個支撐腳,其中一個支撐腳114(僅顯示支撐腳的安裝位置)位于立柱12下方,其余支撐腳115平均分布于相對兩側(cè),一側(cè)四個。
底座的結(jié)構(gòu)主體包括應力結(jié)點111和應力分散輻條(112,113),其中一部分應力分散輻條匯聚于應力結(jié)點;其中一部分應力分散輻條112由應力結(jié)點111指向位于底座下表面的支撐腳(114,115);另一部分應力分散輻條113則由應力結(jié)點111指向下表面并與之垂直。
如圖3所示,這一設計可以使得機床的自重和運行過程中產(chǎn)生的應力均勻地分散于九個支撐腳,使機床運行平穩(wěn)。底座上表面的兩條滑軌可以大致位于應力結(jié)點的正上方,使應力分散更為精準高效。
此外,內(nèi)部筋條相互交錯支撐形成網(wǎng)格狀的高剛性架構(gòu)可以很好地解決機床局部受力過大產(chǎn)生的局部變形問題。
本實施方案的底座設計可以大大提高機床的使用穩(wěn)定性及支撐剛性。
需要說明的是,限于篇幅,本實用新型沒有詳細描述五軸聯(lián)動數(shù)控機床的更進一步的細節(jié),然而這些技術方面的細節(jié)均在本領域技術人員的常識和能力范圍之內(nèi)。本領域技術人員亦可參考本實用新型引用的現(xiàn)有技術文獻。本實用新型引用的文獻以全文引用的方式并入本文,仿佛原文引述于此。