本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及機(jī)床制造,尤其是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心,特別是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的橫向滑動(dòng)基座(有時(shí)又稱為工作臺(tái))。
背景技術(shù):
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要,對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床提出了迫切的大量需求。機(jī)床是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的象征,而代表機(jī)床制造業(yè)最高水平的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床則從某種意義上說反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展的整體狀況。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床又稱為五軸聯(lián)動(dòng)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(tái)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(shè)置在底座上的工作臺(tái)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(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái),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(tái)上的工件除了底面之外,其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)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(xì)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(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),就可加工出復(fù)雜的空間曲面。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大,承重也較小,特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí),工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)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(gè)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(dá)±90度以上,實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活,工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大,客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200910028286公開了一種五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心,包括床身,龍門架,其包含左右兩個(gè)龍門柱,以及設(shè)置于其間的龍門橫梁,龍門立柱前部安裝可使工作臺(tái)同時(shí)繞AC軸轉(zhuǎn)動(dòng)的直驅(qū)式雙軸精密轉(zhuǎn)臺(tái)。所述龍門架上設(shè)置有可X向運(yùn)動(dòng)的橫梁,前部設(shè)置有Y向運(yùn)動(dòng)的溜板,溜板前部設(shè)有Z向運(yùn)動(dòng)的主軸。床身和龍門架之間的空腔內(nèi)設(shè)有刀庫(kù)。據(jù)稱該發(fā)明具有占地少,節(jié)約空間,運(yùn)行平穩(wěn),性能穩(wěn)定,抗震性好,能長(zhǎng)期保持精度等效果。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)201310418350公開了一種五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床,包括,其包括底座、龍門立柱、加工部、工作臺(tái)及擺動(dòng)臺(tái),所述龍門立柱安裝在所述底座上,所述加工部可移動(dòng)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(shè)置有第一導(dǎo)軌和第一驅(qū)動(dòng)裝置,所述工作臺(tái)可移動(dòng)地安裝在所述第一導(dǎo)軌上,并與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置連接,所述擺動(dòng)臺(tái)安裝在所述工作臺(tái)上,所述擺動(dòng)臺(tái)的擺動(dòng)軸線平行于所述第一導(dǎo)軌的延伸方向。據(jù)稱該發(fā)明由于擺動(dòng)臺(tái)的擺動(dòng)軸線平行于第一導(dǎo)軌的延伸方向,因此當(dāng)工作臺(tái)停止沿第一導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí),擺動(dòng)臺(tái)不會(huì)因慣性而產(chǎn)生不必要的擺動(dòng),從而可以避免鐘擺效應(yīng)的產(chǎn)生,提高了加工精度。
然而,現(xiàn)有技術(shù)仍然存在工作臺(tái)支撐力不足,工作臺(tái)產(chǎn)生側(cè)傾等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)甚至多個(gè)技術(shù)問題。
本實(shí)用新型發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn),通過以下技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)目的。
一種五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的橫向滑動(dòng)基座,其特征在于,所述橫向滑動(dòng)基座的下表面(131)采用具有兩側(cè)撐腳(133)的足形拱橋式結(jié)構(gòu)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述撐腳(133)處安裝支撐滑塊(134)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述橫向滑動(dòng)基座的上表面(132)包括斜坡(135)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述橫向滑動(dòng)基座的上表面(132)包括位于斜坡(135)兩側(cè)的支點(diǎn)(136)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述橫向滑動(dòng)基座包括固定于所述上表面(132)上的工件臺(tái)(16)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述工件臺(tái)(16)可沿A軸和C軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述橫向滑動(dòng)基座的上表面(132)包括斜坡(135)和位于斜坡兩側(cè)的支點(diǎn)(136),且所述支點(diǎn)(136)各自支撐位于工件臺(tái)(16)兩側(cè)的撐腳(161)。
以上優(yōu)選方面之間可以相互組合,各個(gè)方面中的技術(shù)特征亦可彼此組合。
和現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有以下一項(xiàng)或多項(xiàng)優(yōu)勢(shì):
1.橫向滑動(dòng)基座可為工件臺(tái)產(chǎn)生足夠的支撐力;
2.橫向滑動(dòng)基座不會(huì)產(chǎn)生微量側(cè)傾;
3.保證工件的加工品質(zhì)及工件的表面光潔度。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的橫向滑動(dòng)基座沿YZ平面的截面圖;
圖2是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的橫向滑動(dòng)基座的立體示意圖;
圖3是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的工件臺(tái)的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施方案結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
圖2顯示了本實(shí)用新型涉及的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的橫向滑動(dòng)基座的一個(gè)具體實(shí)施方案。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心(以下簡(jiǎn)稱機(jī)床)可沿XYZ三軸滑動(dòng)和AC兩軸轉(zhuǎn)動(dòng),并可沿XYZAC五軸聯(lián)動(dòng)。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床一般包括以下部件:
底座;固定于底座上并可沿X軸滑動(dòng)的橫向滑動(dòng)基座;固定于橫向滑動(dòng)基座上并可沿A軸和C軸轉(zhuǎn)動(dòng)的工件臺(tái);固定于底座上的立柱;固定于立柱上并可沿Y軸滑動(dòng)的縱向基座;固定于縱向基座上并可沿Z軸滑動(dòng)的主軸;和固定于立柱上的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中,所述立柱采用上擴(kuò)式門洞型結(jié)構(gòu)。具體來說,所述立柱包括橫梁和兩個(gè)柱腳,所述橫梁的中心點(diǎn)和兩個(gè)柱腳的中心點(diǎn)可以重合也可以不重合。所述橫梁的端距優(yōu)選大于兩個(gè)柱腳的端距。所述橫梁相對(duì)于柱腳突出的部分可以和位于橫梁另一端的自動(dòng)換刀系統(tǒng)平衡配重。優(yōu)選地,所述機(jī)床的共振頻率高于所述機(jī)床的加工頻率。
下面結(jié)合附圖具體描述橫向滑動(dòng)基座。
參見圖1-2,水平橫向滑動(dòng)基座采用足型拱橋式全支撐設(shè)計(jì),圖1所示的橫截面圖展示了橫向滑動(dòng)基座的下表面131以及位于下表面131上的足底形表面和位于兩端的撐腳133。
圖1所示的具有兩側(cè)撐腳133的足形拱橋式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可承受橫向滑動(dòng)基座的自重及工件沿AC軸高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高慣性力和加工時(shí)產(chǎn)生的切削離心力。此外,這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可保證工件沿A軸高速搖擺時(shí)產(chǎn)生的慣性力獲得足夠的支撐力,并保證橫向滑動(dòng)基座在垂直加工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生微量的側(cè)傾,從而保證工件的加工品質(zhì)及工件表面光潔度。
通過橫向滑動(dòng)基座下部的拱橋式設(shè)計(jì),可有效的把雙旋轉(zhuǎn)工作壓力分散到下部撐腳處安裝的支撐滑塊134上,使得橫向滑動(dòng)基座的支撐剛性得以提高。
如圖2所示,橫向滑動(dòng)基座的上表面132包括斜坡135用于出料和位于斜坡兩側(cè)的支點(diǎn)136,支點(diǎn)136用于各自支撐工件臺(tái)16兩側(cè)的撐腳161。
如圖3所示,工件臺(tái)16可采用本領(lǐng)域的常規(guī)設(shè)計(jì),其固定于橫向滑動(dòng)基座上,并可沿A軸和C軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
需要說明的是,盡管本實(shí)用新型的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸以A軸和C軸為例,但本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣可將本實(shí)用新型的技術(shù)特征應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)軸為B軸和C軸的技術(shù)方案。甚至,本領(lǐng)域技術(shù)人員可將本實(shí)用新型的技術(shù)特征應(yīng)用于超過五軸聯(lián)動(dòng)的技術(shù)方案。本實(shí)用新型亦旨在保護(hù)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出的這些等同替換或者常規(guī)修改。
需要說明的是,限于篇幅,本實(shí)用新型沒有詳細(xì)描述五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的更進(jìn)一步的細(xì)節(jié),比如沿著X,Y和Z軸滑動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式,驅(qū)動(dòng)電機(jī),伺服電機(jī),控制系統(tǒng),刀具系統(tǒng),換刀系統(tǒng)等等,然而這些技術(shù)方面的細(xì)節(jié)均在本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)和能力范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦可參考本實(shí)用新型引用的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。本實(shí)用新型引用的文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文,仿佛原文引述于此。