[發(fā)明專利]高剛性大扭矩立式加工中心

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310225354.1
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103358185A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王元慶
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州大天數(shù)控機(jī)床有限公司
• 主分類號: B23Q37/00
• 分類號: B23Q37/00;B23Q1/01;B23Q5/18;B23B19/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂;金磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種立式加工中心，尤其是涉及一種高剛性大扭矩立式加工中心。

背景技術(shù)

現(xiàn)有加工中心存在機(jī)床主軸裝置剛性不良；主軸在低于額定轉(zhuǎn)速時，主電機(jī)功率隨著轉(zhuǎn)速下降成比例變小，導(dǎo)致切削效率不良與能源浪費(fèi)。

現(xiàn)有加工中心主要應(yīng)用于有色金屬零件、黑色金屬零件、新型難加工材料零件的加工，為了提高零件的加工精度與切削效率，現(xiàn)有技術(shù)往高速高精方向發(fā)展，主軸的轉(zhuǎn)速一般在8000-15000rpm，電主軸達(dá)到80000rpm以上；但是低轉(zhuǎn)速時切削扭矩與有效功率小，不能適應(yīng)黑色金屬粗加工與新型難加工材料加工的要求。

現(xiàn)有技術(shù)為了同時滿足高速高精加工與低速大扭矩加工，通常采用大功率主電機(jī)來彌補(bǔ)，造成大馬拉小馬造成能源浪費(fèi)，因此上述問題未能得到有效改善；也可以采用選配高低檔減速裝置，高檔速比為1:1，用于高速高精加工，低檔速比1:4用于低速大負(fù)荷加工。這樣配置高低檔減速箱的加工中心存在以下問題：

1.高低檔減速箱價格貴，高速齒輪處于極限狀態(tài)下工作故障率高，使用維修成本高；

2.帶高低檔減速箱的加工中心用于粗精加工，精度不能長期保持，實(shí)際上未能達(dá)到黑色金屬粗精加工普遍適用的目的。

3.采用1:1/1:4高低檔減速箱不能滿足其他減速比加工的要求；細(xì)分開發(fā)選配多種速比加工中心，才能夠有效改善數(shù)控機(jī)床同質(zhì)化的缺陷；

4.現(xiàn)有立式加工中心用于重負(fù)荷切削加工，存在剛性與扭矩不足，換刀故障頻率高等問題，需要有綜合性的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高剛性大扭矩立式加工中心，為黑色金屬加工提供高效率，低能耗的數(shù)控機(jī)床，主要解決現(xiàn)有技術(shù)采用大功率主電機(jī)造成能源浪費(fèi)；采用高低檔減速箱價格貴，使用維修成本高；用于重負(fù)荷切削機(jī)床存在剛性不足，換刀故障頻率高；用于黑色金屬加工生產(chǎn)效率低、能耗大等問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題通過下述技術(shù)方案得以解決的：

本發(fā)明的高剛性大扭矩立式加工中心，包括蜂窩型床身，所述的蜂窩型床身上設(shè)有雙層密肋滑鞍、工作臺，床身上還設(shè)有人字形框式立柱；人字形框式立柱通過刀庫托架連接刀庫，通過導(dǎo)軌連接有主軸箱，通過滾珠絲桿驅(qū)動主軸箱；主軸箱設(shè)有主軸、打刀缸，主軸箱上還設(shè)有主電機(jī)與1:2/1:3/1:4/1:8選配的帶輪減速裝置，主軸或者主電機(jī)上設(shè)有主軸定位裝置，立式加工中心設(shè)有電氣與數(shù)控系統(tǒng)。

目前數(shù)控機(jī)床市場存在同質(zhì)化的缺陷，機(jī)床結(jié)構(gòu)與適用范圍相同，制造業(yè)個性需求不能獲得有效滿足。其中包括：加工中心雖然能夠應(yīng)用于黑色金屬的粗精加工，但是用于黑色金屬粗加工存在扭矩小、功率不足、效率低、能耗大的問題；選配1:4高低檔減速箱，價格貴維修成本高。開發(fā)適用于黑色金屬加工，轉(zhuǎn)速在80-4000rpm/40-2000rpm/20-1000rpm范圍內(nèi)，分別適用于黑色金屬粗精加工/粗加工/重負(fù)荷加工，高剛性大扭矩加工中心能有效改善加工中心同質(zhì)化的缺陷。

作為優(yōu)選，所述的主電機(jī)通過小帶輪、同步帶、大帶輪連接主軸，使得主軸獲得一級帶輪減速，輸出扭矩獲得相應(yīng)提高。采用1:2同步帶輪減速，主軸扭矩提高2倍，主軸轉(zhuǎn)速在80-4000rpm范圍?，適用于黑色金屬的粗精加工，經(jīng)工藝試驗(yàn)：用于粗加工生產(chǎn)效率提高50%以上，節(jié)能23%左右；并且還適用于90%以上的黑色金屬精加工，其余高速加工可選配最高轉(zhuǎn)速12000rpm的主軸增速器，具有適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠的優(yōu)點(diǎn)。

作為優(yōu)選，所述的主電機(jī)通過主電機(jī)帶輪、同步帶連接第一同步帶輪，第一同步帶輪通過第一軸體連接第二同步帶輪，第二同步帶輪通過同步帶連接主軸。主軸獲得兩級帶輪減速，輸出的扭矩更大。采用1:4兩級同步帶輪減速，主軸扭矩提高到4倍，主軸轉(zhuǎn)速在40-2000rpm范圍，適用于黑色金屬粗加工，經(jīng)工藝試驗(yàn)：生產(chǎn)效率提高80%以上，節(jié)能33%左右，比采用1:4高低檔減速箱刪除了多余功能，工作更可靠，故障率低，采購成本與維修成本低。

所述的主電機(jī)通過主電機(jī)帶輪、同步帶連接第一同步帶輪，第一同步帶輪通過第一軸體連接第二同步帶輪，第二同步帶輪通過同步帶連接第三同步帶輪，第三同步帶輪通過第四軸體連接第四同步帶輪，第四同步帶輪通過同步帶連接主軸，可以獲得1:8的減速比，適用于黑色金屬的大扭矩粗鏜、大直徑鉆孔、大螺距攻絲，適用于越來越多的難加工材料的粗銑、粗鏜。