[發明專利]立式五軸加工中心Z向垂直導軌卸荷裝置及制造方法

有效

• 申請號: 200910013529.6
• 申請日: 2009-08-28
• 公開（公告）號: CN101633132A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 張雄;孟憲君;金曉紅;徐永明;于麗菊;唐杰
• 申請（專利權）人: 中捷機床有限公司
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00;B23C1/12
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司
• 代理人: 崔紅梅

技術領域

本發明涉及機械制造設備機床中的帶A、B軸雙擺角銑頭立式五軸加工中心上Z向垂直導軌卸荷裝置及制造方法。

技術背景

五軸聯動數控機床是數控機床技術中難度最大、應用范圍最廣的技術。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術于一體，應用于復雜曲面的高效、精密、自動化加工。國際上把五軸聯動數控技術作為一個國家工業化水平的標志。

目前，立式五軸加工中心在我國市場需求量大，國內尤其帶有A、B軸雙擺角銑頭的立式五軸加工中心還沒有廠家開發研制，此類機床是國內市場的缺門產品。目前國內需求完全依靠進口，而且西方國家對我國的軍事用途嚴格控制。

這類機床是能源、航空航天、船舶、機車車輛、軍工、汽車、工程機械、重型機械、機床等行業不可缺少的重要工藝加工設備，可實現五軸聯動、五面加工，完成各種復雜平面、曲面零件的高效率、高質量加工，能一次裝夾完成全部加工，提高空間自由曲面的加工精度、質量和效率。但國產帶A、B軸雙擺角銑頭的立式五軸加工中心機床裝配后，檢工作精度時，Z向精度不合格，檢查壓板發現導軌貼塑面嚴重磨損。分析原因：由于A、B擺頭部懸伸大，重心前傾造成的。為此，需要設計一套卸荷裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種立式五軸加工中心Z向垂直導軌卸荷裝置及制造方法，它能夠消除因A、B軸雙擺角銑頭重心前傾引起的Z向運動工作精度低的缺陷。

立式五軸加工中心Z向垂直導軌卸荷裝置，作為載重的立柱一側立面設左/右導軌，A、B軸雙擺角銑頭通過移動部件在Z向導軌正面垂直方向作上下運動，其特征在于在正面左/右導軌上各設一套卸荷裝置，分別安裝在滑板下面；另有兩套卸荷裝置分別安裝在左/右導軌背面的左、右上壓板上；卸荷裝置內滾動軸承支架和滾動軸承之間通過銷軸連接，靠緊定螺釘鎖緊；A、B軸雙擺頭上的一部分載荷由支承在導軌面上的滾動軸承承受，卸荷力的大小通過調整螺母帶動滾動軸承支架調整蝶形彈簧力的大小，從而將卸掉一部分載荷；制造方法：制造時卸荷系數的確定：

導軌卸荷量的大小用卸荷系數表示

α卸＝F卸/F載

式中F載-導軌上一個支座承受的載荷(N)

F卸-導軌上一個支座的卸荷力(N)；

根據這臺機床的載荷和卸荷點的數目，取

α卸＝0.6來保證機床的加工精度。

導軌所承受的載荷，包括移動部件的重力和切削力。卸荷力的大小取決于卸荷系數的選擇。α卸如取得太小，則卸荷裝置起的作用太小，靜摩擦系數降低很少，對低速運動平穩性的提高不大，對導軌耐磨性提高也不大：如取得太大，則當載荷較小時，又會使移動部件產生飄浮現象。根據這臺機床的載荷和卸荷點的數目，取

α卸＝0.6來保證機床的加工精度。

本發明設計中采用軸承增加卸荷導軌裝置，可以分擔導軌的一部分載荷(重力和切削力)，減輕支承導軌的負荷，降低導軌的靜摩擦系數，從而減少摩擦力，提高導軌的耐磨性和低速運動的平穩性，減少或防止爬行。

由于在立柱一側安裝的A、B軸雙擺角銑頭懸伸長，重心前傾，使導軌受載不均勻，切削力較大產生傾覆力矩，使導軌面的壓強增大。本發明為了減少導軌的本體變形，在左右每根導軌正面上分別增加一套卸荷裝置，并且在導軌背面移動部件上部的上壓板上，各安裝一套卸荷裝置。卸荷裝置解決了A、B擺頭部位傾覆力矩對立柱移動平穩的影響，提高立柱移動坐標的定位精度和動態特性。這套裝置也適用立式單立柱掛懸伸長的主軸箱體。

附圖說明

附圖1是帶A、B軸雙擺角銑頭立式五軸加工中心正面示意圖；

附圖2是圖1的側視圖；

附圖3是兩導軌正面安裝A卸荷裝置的示意圖；

附圖4是A卸荷裝置的放大示意圖；

附圖5是兩導軌背面安裝B卸荷裝置的示意圖；

附圖6是B卸荷裝置的放大示意圖。

具體實施方式

結合附圖說明本裝置的聯接關系：

帶A、B軸雙擺角銑頭立式五軸加工中心機床，立柱7一側立面的左、右并列分布兩根鋼導軌1和2，如圖1、圖2所示，移動部件在立柱7垂直方向作上下運動，A、B軸雙擺頭3固定在上壓板4、滑板5和下壓板6組成的移動部件上，其特征在于將A卸荷裝置8、9分別安裝在左、右導軌1、2正面，兩套A卸荷裝置中的滾動軸承10分別支承在左、右導軌2、1上。