本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及機(jī)床制造,尤其是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心,特別是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的底座。
背景技術(shù):
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要,對(duì)高檔數(shù)控機(jī)床提出了迫切的大量需求。機(jī)床是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的象征,而代表機(jī)床制造業(yè)最高水平的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床則從某種意義上說(shuō)反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展的整體狀況。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床又稱為五軸聯(lián)動(dòng)加工中心。加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心。立式加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式,一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸,另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。就前者而言,設(shè)置在底座上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn),定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái),環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn),定義為C軸,C軸都是360度回轉(zhuǎn)。這樣通過(guò)A軸與C軸的組合,固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外,其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),就可加工出復(fù)雜的空間曲面。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,主軸剛性非常好,制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大,承重也較小,特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí),工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn),主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭,能自行環(huán)繞Z軸360度,成為C軸,回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞軸旋轉(zhuǎn)的A軸,一般可達(dá)±90度以上,實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸 加工非常靈活,工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大,客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)200910028286公開了一種五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心,包括床身,龍門架,其包含左右兩個(gè)龍門柱,以及設(shè)置于其間的龍門橫梁,龍門立柱前部安裝可使工作臺(tái)同時(shí)繞AC軸轉(zhuǎn)動(dòng)的直驅(qū)式雙軸精密轉(zhuǎn)臺(tái)。所述龍門架上設(shè)置有可X向運(yùn)動(dòng)的橫梁,前部設(shè)置有Y向運(yùn)動(dòng)的溜板,溜板前部設(shè)有Z向運(yùn)動(dòng)的主軸。床身和龍門架之間的空腔內(nèi)設(shè)有刀庫(kù)。據(jù)稱該發(fā)明具有占地少,節(jié)約空間,運(yùn)行平穩(wěn),性能穩(wěn)定,抗震性好,能長(zhǎng)期保持精度等效果。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)201310418350公開了一種五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床,包括,其包括底座、龍門立柱、加工部、工作臺(tái)及擺動(dòng)臺(tái),所述龍門立柱安裝在所述底座上,所述加工部可移動(dòng)地安裝在所述龍門立柱上,并位于所述底座的上方,所述底座上設(shè)置有第一導(dǎo)軌和第一驅(qū)動(dòng)裝置,所述工作臺(tái)可移動(dòng)地安裝在所述第一導(dǎo)軌上,并與所述第一驅(qū)動(dòng)裝置連接,所述擺動(dòng)臺(tái)安裝在所述工作臺(tái)上,所述擺動(dòng)臺(tái)的擺動(dòng)軸線平行于所述第一導(dǎo)軌的延伸方向。據(jù)稱該發(fā)明由于擺動(dòng)臺(tái)的擺動(dòng)軸線平行于第一導(dǎo)軌的延伸方向,因此當(dāng)工作臺(tái)停止沿第一導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí),擺動(dòng)臺(tái)不會(huì)因慣性而產(chǎn)生不必要的擺動(dòng),從而可以避免鐘擺效應(yīng)的產(chǎn)生,提高了加工精度。
然而,現(xiàn)有技術(shù)仍然存在底座受力不勻,易產(chǎn)生變形,機(jī)床穩(wěn)定性不佳等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)甚至多個(gè)技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn),通過(guò)以下技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)目的。
一種五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的底座,其特征在于,所述底座具有V形上表面(110)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述底座的下表面包括七、九或十一個(gè)支撐腳(114,115)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,其中一個(gè)支撐腳(114)位于立柱下方。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,其余支撐腳(115)平均分布于相對(duì)兩側(cè)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述底座的結(jié)構(gòu)主體包括應(yīng)力結(jié)點(diǎn)(111)和應(yīng)力分散輻條(112,113)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,其中一部分應(yīng)力分散輻條(112)指向位于底座下表面的支撐腳(114,115)。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,其中一部分應(yīng)力分散輻條(113)垂直于下表面。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述底座的上表面包括兩條平行滑軌(117),所述滑軌相對(duì)于上表面的端部下沉,所述滑軌可以大致位于應(yīng)力結(jié)點(diǎn)正上方。
在一個(gè)優(yōu)選的方面,所述底座的結(jié)構(gòu)主體呈網(wǎng)格(116)狀,包括縱橫交錯(cuò)的加強(qiáng)筋條。
以上優(yōu)選方面之間可以相互組合,各個(gè)方面中的技術(shù)特征亦可彼此組合。
和現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有以下一項(xiàng)或多項(xiàng)優(yōu)勢(shì):
1.有效分散加工中心對(duì)底座產(chǎn)生的應(yīng)力;
2.避免應(yīng)力造成底座變形;
3.大大提高加工中心底座的使用穩(wěn)定性及支撐剛性。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的底座的立體示意圖;
圖2是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的底座沿YZ平面的截面圖;
圖3是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的底座的應(yīng)力分散示意圖;
圖4是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施方案的底座的立體示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方案結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1顯示了本實(shí)用新型涉及的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的底座的一個(gè)具體實(shí)施方案。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心(以下簡(jiǎn)稱機(jī)床)可沿XYZ三軸滑動(dòng)和AC兩軸轉(zhuǎn)動(dòng),并可沿XYZAC五軸聯(lián)動(dòng)。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床一般包括以下部件:
底座;固定于底座上并可沿X軸滑動(dòng)的橫向基座;固定于橫向基座上并可沿A軸和C軸轉(zhuǎn)動(dòng)的工件臺(tái);固定于底座上的立柱;固定于立柱上并可沿Y軸滑動(dòng)的縱向基座;固定于縱向基座上并可沿Z軸滑動(dòng)的主軸;和固定于立柱上的自動(dòng)換刀系統(tǒng)。
參見(jiàn)圖1-4,底座采用最新的框架式設(shè)計(jì),內(nèi)部包括多個(gè)網(wǎng)格116,各個(gè)網(wǎng)格116由高剛性筋肋交錯(cuò)疊加而成。底座的上表面110上安裝兩條平行導(dǎo)軌,用于支撐橫向基座,橫向基座的下表面安裝支撐滑塊,由此實(shí)現(xiàn)沿X軸的滑動(dòng)。
由圖2清晰可見(jiàn),兩條導(dǎo)軌的位置低于上表面兩側(cè)高度,相對(duì)于兩側(cè)下沉,由此底座的上表面110呈現(xiàn)馬鞍狀結(jié)構(gòu),整體具有V形截面形狀。這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以使得機(jī)床運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力集中于底座的下方,增加機(jī)床的穩(wěn)定性。此外,如圖2-4所示,底座的下表面包括九個(gè)支撐腳,其中一個(gè)支撐腳114(僅顯示支撐腳的安裝位置)位于立柱12下方,其余支撐腳115平均分布于相對(duì)兩側(cè),一側(cè)四個(gè)。
底座的結(jié)構(gòu)主體包括應(yīng)力結(jié)點(diǎn)111和應(yīng)力分散輻條(112,113),其中一部分應(yīng)力分散輻條匯聚于應(yīng)力結(jié)點(diǎn);其中一部分應(yīng)力分散輻條112由應(yīng)力結(jié)點(diǎn)111指向位于底座下表面的支撐腳(114,115);另一部分應(yīng)力分散輻條113則由應(yīng)力結(jié)點(diǎn)111指向下表面并與之垂直。
如圖3所示,這一設(shè)計(jì)可以使得機(jī)床的自重和運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力均勻地分散于九個(gè)支撐腳,使機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)。底座上表面的兩條滑軌可以大致位于應(yīng)力結(jié)點(diǎn)的正上方,使應(yīng)力分散更為精準(zhǔn)高效。
此外,內(nèi)部筋條相互交錯(cuò)支撐形成網(wǎng)格狀的高剛性架構(gòu)可以很好地解決機(jī)床局部受力過(guò)大產(chǎn)生的局部變形問(wèn)題。
本實(shí)施方案的底座設(shè)計(jì)可以大大提高機(jī)床的使用穩(wěn)定性及支撐剛性。
需要說(shuō)明的是,限于篇幅,本實(shí)用新型沒(méi)有詳細(xì)描述五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的更進(jìn)一步的細(xì)節(jié),然而這些技術(shù)方面的細(xì)節(jié)均在本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)和能力范圍之內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦可參考本實(shí)用新型引用的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)。本實(shí)用新型引用的文獻(xiàn)以全文引用的方式并入本文,仿佛原文引述于此。