帶z軸減負(fù)結(jié)構(gòu)的數(shù)控龍門加工中心機(jī)多軸聯(lián)動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，特別涉及一種帶Z軸減負(fù)結(jié)構(gòu)的數(shù)控龍門加工中心機(jī)多軸聯(lián)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控加工中心是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復(fù)雜零件的高效率自動化機(jī)床。數(shù)控加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。它的綜合加工能力較強(qiáng)，工件一次裝夾后能完成較多的加工內(nèi)容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設(shè)備的5?10倍，特別是它能完成許多普通設(shè)備不能完成的加工，對形狀較復(fù)雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產(chǎn)更為適用。
[0003]橫梁固定式龍門加工中心是目前廣泛應(yīng)用的數(shù)控機(jī)床。但現(xiàn)有的數(shù)控龍門加工中心體積龐大，占用面積大，結(jié)構(gòu)剛性較差，整體精度不穩(wěn)定；同時，在工作過程中振動較大，會產(chǎn)生較大的噪音，并且溫升快，可靠性欠佳。數(shù)控龍門加工中心的主軸箱豎直布置，主軸箱的重量基本由Z軸電機(jī)承載，由此會增大Z軸絲桿的磨損，影響Z軸運動的平穩(wěn)性以及Z軸電機(jī)的使用壽命。龍門加工中心的主軸采用主軸電機(jī)直接驅(qū)動，只能進(jìn)行高速切削，難以滿足不同的加工需要。
[0004]底座是整個加工中心的底盤，位于最底部，用于支撐整個設(shè)備的重量并便于其它部件布置?，F(xiàn)有的數(shù)控龍門加工中心需要在底座上配備油水分離機(jī)構(gòu)，油水分離機(jī)構(gòu)通常另行制作，并通過裝配固定在底座上，這樣一方面增加了成本，因油水分離機(jī)構(gòu)裝配不到位容易引起漏水漏油；另一方面，底座的體積增大，運輸非常不方便，會影響整個加工中心的整體性。
[0005]同時，數(shù)控龍門加工中心一般在底座的旁邊還配備副水箱，用于盛裝冷卻液，并起沉淀、過濾冷卻液的作用。但副水箱需要另外制作護(hù)罩支撐機(jī)構(gòu)，不僅增加了成本，不利于裝配；而且底座的體積增大，運輸非常不方便。
[0006]另外，數(shù)控龍門加工中心工作過程所產(chǎn)生的鐵肩由專門的排肩裝置進(jìn)行清理?，F(xiàn)有的排肩裝置不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆裝不方便，而且清理鐵肩不徹底，往往還需要人工進(jìn)行二次清理，從而會影響加工的效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可靠性好、能有效減小電機(jī)負(fù)荷、帶Z軸減負(fù)結(jié)構(gòu)的數(shù)控龍門加工中心機(jī)多軸聯(lián)動裝置。
[0008]本實用新型的技術(shù)方案如下:一種帶Z軸減負(fù)結(jié)構(gòu)的數(shù)控龍門加工中心機(jī)多軸聯(lián)動裝置，在底座⑴的頂部一體形成有矩形的支撐臺(Ia)，該支撐臺(Ia)中后部的左右兩側(cè)對稱設(shè)置支座(Ib)，各支座(Ib)上固定立柱(2)，左右兩邊立柱(2)的頂部共同支撐橫梁(3)，其特征在于:
[0009]在所述支撐臺(Ia)頂部的左右兩邊對稱設(shè)置排肩槽(If)，排肩槽(If)沿前后方向延伸，排肩槽(If)的前端貫通至支撐臺(Ia)的前端面，并在每個排肩槽(If)中均裝有螺旋排肩機(jī)(27);在所述支撐臺(Ia)頂部的前端設(shè)有擋墻(Ic)，該擋墻(Ic)位于兩個排肩槽(If)之間，且擋墻(Ic)的中部由油水分離槽(Id)隔開，所述油水分離槽(Id)為前后貫通的通槽；在所述支撐臺(Ia)的尾端設(shè)置有副水箱(Ie)，副水箱(Ie)和支撐臺(Ia)通過鑄造為一體，副水箱(Ie)的進(jìn)水口和出水口開設(shè)在支撐臺(Ia)的尾端面上；
[0010]在所述支撐臺(Ia)的上方設(shè)置工作臺⑷，該工作臺⑷位于兩個立柱(2)之間，工作臺⑷底部固定的X軸螺母座(5)與X軸絲桿(6)螺紋配合，所述X軸絲桿(6)的后端通過第一聯(lián)軸器與X軸電機(jī)連接，X軸電機(jī)安裝在支撐臺(Ia)的后端，并位于X軸護(hù)罩
(7)內(nèi)；在所述X軸絲桿(6)的左右兩側(cè)對稱設(shè)置X軸滑軌(8)，工作臺(4)通過底部的X軸滑塊(9)與X軸滑軌(8)滑動配合；
[0011]在所述橫梁(3)的前端面裝有上下兩根Y軸滑軌(10)，Y軸滑座(11)通過Y軸滑塊與這兩根Y軸滑軌(10)滑動配合，在Y軸滑座(11)的背面固定Y軸螺母座，該Y軸螺母座與Y軸絲桿(12)螺紋配合，所述Y軸絲桿(12)位于兩根Y軸滑軌(10)之間，該Y軸絲桿(12)的一端通過第二聯(lián)軸器與Y軸電機(jī)(13)連接；
[0012]在所述Y軸滑座(11)的前端面設(shè)置兩根左右平行的Z軸滑軌(14)，主軸箱(15)位于這兩根Z軸滑軌(14)之間，并通過側(cè)邊的Z軸滑塊(16)與這兩根Z軸滑軌(14)滑動配合，在主軸箱(15)的背面固定Z軸螺母座，該Z軸螺母座與Z軸絲桿螺紋配合，所述Z軸絲桿位于兩根Z軸滑軌(14)之間，該Z軸絲桿的上端通過第三聯(lián)軸器與Z軸電機(jī)(17)連接；
[0013]在所述Y軸滑座(11)的左右兩側(cè)對稱設(shè)置氮氣平衡缸(24)，該氮氣平衡缸(24)的缸體與Y軸滑座(11)相固定，氮氣平衡缸(24)的活塞桿豎直向上伸出，并與頂支架(25)連接，所述頂支架(25)固定于主軸箱(15)的頂部；
[0014]在所述主軸箱(15)的前端面安裝主軸電機(jī)(19)，該主軸電機(jī)(19)的輸出軸豎直向下，并與齒輪箱(20)的輸入端連接，齒輪箱(20)的輸出軸上套裝主動輪(21)，該主動輪
(21)通過皮帶(22)與主軸(23)上的從動輪連接，所述主軸(23)垂直于支撐臺(la)。
[0015]采用以上技術(shù)方案，X軸電機(jī)運轉(zhuǎn)，帶動X軸絲桿原地轉(zhuǎn)動，使工作臺在前后方向移動，以實現(xiàn)工作臺上所裝夾工件的X軸位移；Y軸電機(jī)運轉(zhuǎn)，帶動Y軸絲桿原地轉(zhuǎn)動，使Y軸滑座及主軸箱在左右方向移動，以實現(xiàn)刀具的Y軸位移；ζ軸電機(jī)運轉(zhuǎn)，帶動Z軸絲桿原地轉(zhuǎn)動，使主軸箱在上下方向移動，以實現(xiàn)刀具的Z軸位移。以上多軸聯(lián)動，可加工大型框架以及復(fù)雜型面，可鉆、銑、鍵，功能多樣，適用范圍非常廣泛。X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)和Z軸電機(jī)均選用大扭矩電機(jī)，各自配備絲桿螺母副將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動，并采用直線導(dǎo)軌進(jìn)行導(dǎo)向，這樣無需配備減速箱，在簡化結(jié)構(gòu)，降低成本的同時，一方面能有效減小整個加工中心的體積，結(jié)構(gòu)剛性好；另一方面，精度高并且精度穩(wěn)定，在工作過程中振動小，噪音低，溫升較慢，可靠性有保障。
[0016]在底座支撐臺上設(shè)置左右兩個排肩槽，該排肩槽用于收集加工的鐵肩，并在加工的過程中，隨著螺旋排肩機(jī)的運轉(zhuǎn)，鐵肩順著排肩槽向前移動，直至從底座的前端排出，整個排肩過程與加工過程同步，能夠使鐵肩自動排除干凈，排肩效率高。
[0017]在底座支撐臺的前端一體設(shè)置油水分離槽，使導(dǎo)軌油與切削油直接通過油水分離槽在底座鑄件上分離，不僅節(jié)省了成本，從根本上解決了油水分離機(jī)構(gòu)因裝配不到位引起的漏水漏油，而且運輸方便，增強(qiáng)了加工中心的整體性。
[0018]在底座尾端一體式鑄造副水箱，避免了另外制作護(hù)罩支撐機(jī)構(gòu)和副水箱，一方面簡化了結(jié)構(gòu)，省去了裝配工序，大大降低了生產(chǎn)成本；另一方面，從根本上解決了副水箱因裝配不到位引起的漏水漏油，并且運輸方便，增強(qiáng)了加工中心的整體性。副水箱的進(jìn)出水口設(shè)置在底座頂部支撐臺的尾端面，有利于管路連接及布置。
[0019]在Y軸滑座的兩側(cè)增設(shè)氮氣平衡缸，主軸箱在Z軸電機(jī)的帶動下作上下運動時，氮氣平衡缸的活塞桿隨著主軸箱的上下運動而伸縮，氮氣平衡缸用于平衡主軸箱的重力，從而減小了 Z軸電機(jī)的負(fù)荷，減小了 Z軸絲桿的磨損，使Z軸運動更平穩(wěn)，Z軸電機(jī)的使用壽命更長。
[0020]主軸電機(jī)運轉(zhuǎn)的時候，其輸出軸帶動齒輪箱的輸入端連接，傳遞的扭矩經(jīng)齒輪箱變速后，由齒輪箱的輸出軸帶動主動輪旋轉(zhuǎn)，主動輪再通過皮帶帶動從動輪以及主軸一起轉(zhuǎn)動。主軸由齒輪箱以及皮帶輪機(jī)構(gòu)帶動，提高了刀具切削扭矩，可高速切削，也可低速大扭矩切削，能滿足不同的加工需要。
[0021]為了方便吊裝，在所述橫梁(3)頂部的左右兩端對稱安裝吊具(18)。
[0022]為了使主軸箱上下移動更順暢，所述Z軸滑塊(16)具有上、中、下三對，每對Z軸滑塊(16)分為左右對稱的兩個。
[0023]為了減小排肩阻力，使排肩更順暢、徹底，所述排肩槽(If)的橫截面為“V”形。
[0024]支座(Ib)為方框體，支座(Ib)的頂面與支撐臺(Ia)的頂面平齊，且支座(Ib)和支撐臺(Ia)鑄造為一體。以上結(jié)構(gòu)支座造型簡單，易于加工制作，并且在支座上安裝立柱方便，能夠確保支撐立柱的穩(wěn)固性。
[0025]在所述支撐臺(Ia)頂面中前部的中間位置設(shè)有前后兩根相互平行的橫條(28)，這兩根橫條(28)的上方設(shè)有左右兩個縱向塊(29)，所述縱向塊(29)與橫條(28)相垂直，縱向塊(29)的前后兩端由對應(yīng)的橫條(28)支撐固定，且縱向塊(29)上從前往后開有多個螺孔。以上結(jié)構(gòu)橫條和縱向塊組成軸承座支撐體，用于支撐固定X軸絲桿的軸承座，在方便軸承座裝配的同時，能夠使軸承座安裝牢靠。
[0026]在所述支撐臺(Ia)的頂面上設(shè)有前后兩組定位塊(26)，每組定位塊(26)分為左右兩個，兩組共四個定位塊(26)按矩形分布；所述定位塊(26)為矩形，各定位塊(26)上均分布有四個按矩形分布的定位孔。以上結(jié)構(gòu)定位塊造型簡單，在底座上易于布置，牢固性好；定位塊起備用的作用，以便于根據(jù)需要在底座上加裝其它裝置。定位塊低于底座上的滑軌，不會影響工作臺的正常運動。
[0027]所述氮氣平衡缸(24)缸體的上下兩端均通過抱箍與Y軸滑座(11)連接。以上結(jié)構(gòu)氮氣平衡缸拆裝方便，與Y軸滑座連接既牢固又可靠。
[0028]為了簡化造型，方便加工制作，確保結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所述頂支架(25)為“T”形。
[0029]有益效果:
[0030]1、本實用新型各個軸向運動由大扭矩電機(jī)和絲桿螺母副實現(xiàn)，可實現(xiàn)復(fù)雜型面的加工，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，體積小，精度高，振動小，噪音低，可靠性好等特點。
[0031]2、本實用新型在底座上設(shè)置排肩槽及螺旋排肩機(jī)，不會額外增加整個加工中心的體積；通過螺旋排肩機(jī)能夠在加工過程中自動清理鐵肩，排肩順暢、徹底，排肩效率高。
[0032]3、本實用新型通過將油水分離槽和副水箱集成在底座上，避免了另外制作油水分離機(jī)構(gòu)、護(hù)罩支撐機(jī)構(gòu)及副水箱，在減小體積、降低生產(chǎn)成本、方便運輸?shù)耐瑫r，從根本上解決了因裝配不到位引起的漏水漏油。
[0033]4、本實用新型通過氮氣平衡缸來平衡主軸箱的重力，能有效減小Z軸電機(jī)的負(fù)荷，以確保Z軸運動的平穩(wěn)性。
[0034]5、能根據(jù)不同的加工需要，可高速切削，也可低速大扭矩切削，加工范圍廣泛。
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型的側(cè)視圖。
[0036]圖2為圖1的右視圖。
[0037]圖3為圖2的俯視圖。
[0038]圖4為底座的俯視圖。
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