[發明專利]一種橫梁固定式高精度數控龍門加工中心

在審

• 申請號: 201510200769.2
• 申請日: 2015-04-24
• 公開（公告）號: CN104875078A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 楊勇
• 申請（專利權）人: 重慶麥斯特精密機械有限公司
• 主分類號: B23Q37/00
• 分類號: B23Q37/00;B23Q11/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 方洪

技術領域

本發明屬于機床技術領域，具體地說，特別涉及一種橫梁固定式高精度數控龍門加工中心。

背景技術

數控加工中心是由機械設備與數控系統組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。數控加工中心是目前世界上產量最高、應用最廣泛的數控機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。

橫梁固定式龍門加工中心是目前廣泛應用的數控機床。但現有的數控龍門加工中心體積龐大，占用面積大，結構剛性較差，整體精度不穩定；同時，在工作過程中振動較大，會產生較大的噪音，并且溫升快，可靠性欠佳。數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軸電機承載，由此會增大Z軸絲桿的磨損，影響Z軸運動的平穩性以及Z軸電機的使用壽命。龍門加工中心的主軸采用主軸電機直接驅動，只能進行高速切削，難以滿足不同的加工需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種結構緊湊、能有效減小電機負荷、并能滿足不同加工需要的橫梁固定式高精度數控龍門加工中心。

本發明的技術方案如下：一種橫梁固定式高精度數控龍門加工中心，在底座(1)的頂部一體形成有矩形的支撐臺(1a)，該支撐臺(1a)中后部的左右兩側對稱設置支座(1b)，各支座(1b)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：在所述支撐臺(1a)的上方設置工作臺(4)，該工作臺(4)位于兩個立柱(2)之間，工作臺(4)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)的后端通過第一聯軸器與X軸電機連接，X軸電機安裝在支撐臺(1a)的后端，并位于X軸護罩(7)內；在所述X軸絲桿(6)的左右兩側對稱設置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；

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)的一端通過第二聯軸器與Y軸電機(13)連接；

在所述Y軸滑座(11)的前端面設置兩根左右平行的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軸器與Z軸電機(17)連接；

在所述Y軸滑座(11)的左右兩側對稱設置氮氣平衡缸(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；

在所述主軸箱(15)的前端面安裝主軸電機(19)，該主軸電機(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(1a)。

采用以上技術方案，X軸電機運轉，帶動X軸絲桿原地轉動，使工作臺在前后方向移動，以實現工作臺上所裝夾工件的X軸位移；Y軸電機運轉，帶動Y軸絲桿原地轉動，使Y軸滑座及主軸箱在左右方向移動，以實現刀具的Y軸位移；Z軸電機運轉，帶動Z軸絲桿原地轉動，使主軸箱在上下方向移動，以實現刀具的Z軸位移。以上多軸聯動，可加工大型框架以及復雜型面，可鉆、銑、鏜，功能多樣，適用范圍非常廣泛。X軸電機、Y軸電機和Z軸電機均選用大扭矩電機，各自配備絲桿螺母副將旋轉運動轉換成直線運動，并采用直線導軌進行導向，這樣無需配備減速箱，在簡化結構，降低成本的同時，一方面能有效減小整個加工中心的體積，結構剛性好；另一方面，精度高并且精度穩定，在工作過程中振動小，噪音低，溫升較慢，可靠性有保障。

本發明在Y軸滑座的兩側增設氮氣平衡缸，主軸箱在Z軸電機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軸電機的負荷，減小了Z軸絲桿的磨損，使Z軸運動更平穩，Z軸電機的使用壽命更長。