[實用新型]一種數控機床或加工中心的立柱結構

有效

• 申請號: 201320423853.7
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN203330698U
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 董惠敏;王德倫;孫守林
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23Q1/01
• 分類號: B23Q1/01
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本實用新型涉及一種數控機床或加工中心的立柱結構，其本質是對材料進行合理分布，在保證靜、動態性能的前提下減輕立柱結構的重量。

背景技術

數控機床或加工中心作為基本的生產設備在制造業中起著重要的作用，隨著近年來對于機床輕量化的要求的不斷提高，機床支承件材料的合理分布顯得更為重要。立柱是數控機床或加工中心的一個關鍵部件，處于機床開式運動鏈的中間位置。立柱因受載產生的基體變形誤差經過主軸箱及主軸運動鏈的放大作用傳遞到加工刀具端，反映為刀具位置的改變，從而影響工件加工精度。因此，合理的立柱結構對于提高數控機床或加工中心的整機靜態及動態性能，并在保證性能的前提下減輕立柱基體的重量具有重要意義。

現有的數控機床或加工中心的立柱有多種結構形式，其中常用的結構多為箱型結構，由壁板和筋板構成。其中壁板的材料在壁厚方向上均勻分布，內部的筋板的寬度與高度均一致，且布置的方式隨意性較大，多為按水平與豎直方向布置的簡單形式；此外，這種立柱的非傳力路徑區域與傳力路徑的材料的使用一樣多，位于非傳力路徑的材料并未起到增強立柱靜態以及動態性能的作用，相反因這部分材料的重力的影響，立柱的剛質比難以提高。由于材料未分布在合理的位置，為了達到立柱零件的靜態及動態性能的要求，必須增加材料的使用量，以保證在傳力路徑上有足夠的材料，這樣就造成了材料的大量浪費。本專利中涉及的立柱結構將材料合理分布于立柱的傳力路徑上，并去除了立柱后板以及底板上不在傳力路徑上的材料，這樣使得立柱在保證滿足靜態及動態性能的要求下，最大程度的減輕了立柱的重量，節省了材料。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于數控機床或加工中心的新型立柱結構，在保證立柱的靜態及動態性能的前提下，在一定程度上減輕了其質量。

為達到此目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種數控機床或加工中心的立柱結構，該立柱結構包括壁板、底板、筋板和鏤空結構；壁板包括前板、后板和側板，前板為立柱與主軸箱結合面板，其上部分為矩形板，下部分為等腰梯形板，兩部分在同一平面內；后板為與前板相對的壁板，其上部分為矩形板，下部分為等腰梯形板，兩部分不在同一平面內；側板為與前板相接的左右兩側壁板，其上部分為直角梯形板，下部分為矩形板，兩部分不在同一平面內；前板、后板和側板圍成一個中空的立柱結構；底板為矩形，位于立柱結構的底端；筋板附于壁板內側，分為“回”形筋板和“叉”形筋板兩種，起加強立柱剛度的作用；“回”形筋板共2個，其中一個位于前板的上部分與下部分分界處，另一個位于前板上部分中間，“叉”形筋板共9組，分別位于后板與側板的被“回”形筋板所分隔的區域內；鏤空結構位于后板和底板上，起減輕非承載區域重量的作用，后板上部分在沒有加強筋的部位設有第一鏤空結構，下部分在加強筋下方設有第二鏤空結構，底板前后對稱設有2個梯形第三鏤空結構。相對于現有技術，本實用新型優點如下：與傳統的立柱結構相比，本實用新型材料按照傳力路徑分布，能夠充分利用材料性能；在保證立柱的靜態、動態性能的前提下去除承載作用小的材料，可以節省材料成本。對本實用新型的立柱結構進行有限元仿真分析，可知本實用新型相對于同類機床立柱，靜態、動態性能均有所提高，且質量更輕。其中結構的剛度和一階固有頻率性能分別提高了13.6%和17.1%，同時質量減輕了9.7%。

附圖說明

圖1a是本實用新型數控機床或加工中心立柱的結構正視圖。

圖1b是本實用新型數控機床或加工中心立柱的結構軸視圖

圖1c是本實用新型數控機床或加工中心立柱的結構剖視圖

圖中：11前板；12后板；13側板；14底板；15“回”形筋板；16“叉”形筋板；17第一鏤空結構；18第二鏤空結構；19第三鏤空結構。

具體實施方式

為了更好的理解本實用新型，下面結合附圖對本實用新型做進一步描述。