一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心

文档序号:1839295 发布日期:2021-11-16 浏览:26次 >En<

阅读说明:本技术 一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心 (Two vertical beam dual drive five-axis machining center of whole marble ) 是由 蔡宁 于 2021-08-26 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心,包括机床底座、横梁本体、安装板、传振架和密封橡胶圈,所述机床底座上螺栓安装有高架桥,且高架桥上螺栓安装有环形直线电机,所述环形直线电机的输出端安装有固定轴,且固定轴上螺栓安装有回转工作台,所述高架桥上螺栓安装有第一直线电机,且高架桥上安装固定有侧面直线导轨和顶面直线导轨。该整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心设置有机床底座和高架桥,床身整体采用高分子人造大理石,极大的提高了床身的稳定性及吸振性,增强了机床的稳定性和使用寿命及效率,且加工出来的零件同样条件下表面粗糙度,比常规铸铁床身机床提高1-2个精度等级,并且热稳定性好。(The invention discloses a double-drive five-axis machining center for integral marble double vertical beams, which comprises a machine tool base, a cross beam body, a mounting plate, a vibration transmission frame and a sealing rubber ring, wherein a viaduct is arranged on the machine tool base through bolts, an annular linear motor is arranged on the viaduct through the bolts, a fixed shaft is arranged at the output end of the annular linear motor, a rotary worktable is arranged on the fixed shaft through the bolts, a first linear motor is arranged on the viaduct through the bolts, and a side surface linear guide rail and a top surface linear guide rail are fixedly arranged on the viaduct. This two vertical beam dual drive five-axis machining centers of whole marble sets up organic bed base and overpass, and the whole artificial marble that adopts of lathe bed has very big improvement the stability and the shock absorption nature of lathe bed, has strengthened the stability and the life and the efficiency of lathe, and the same condition surface roughness of part that processes out, improves 1-2 precision levels than conventional cast iron lathe bed, and thermal stability is good.)

一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心

技术领域

本发明涉及五轴加工中心技术领域,具体为一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心。

背景技术

目前市场上的五轴加工中心分为摆头式和摇篮式。摆头式为固定工作台,通过主轴摆动的方式实现五轴加工;摇篮式则为主轴固定,通过工作台旋转摆动的方式实现五轴加工。虽然较头摆式的五轴加工中心而言,摇篮式具有更好的刚性,加工效率,加工精度及更大的加工行程,但是,仍有其不足之处;

一、目前市场上的机床绝大多数都是铸铁床身,铸铁易受环境影响,温差变化会对加工精度产生影响;另外加工过程中,会产生较大振动,铸铁的抗振性也比较差,并且铸铁床身其制造会产生大量的污染,且还需要进行二次加工,周期较长且污染环境;

二、目前市场上的桥式结构,为单横梁前端装配竖梁本体主轴,竖梁本体自重会有下挂力,加工过程中也会产生切削振动,对竖梁本体及横梁会产生冲击,久而久之,会产生竖梁本体下挂、横梁变形等问题导致影响加工精度、加工效率的问题;

三、常规的加工中心中的横梁或竖梁在运行过程中,运行至行程边界时,加工中心不能够对运行中的横梁或竖梁进行稳定有效的缓冲、预警和制止工作,横梁或竖梁在运行过程中,程序发生错误导致行程过载时,极易对行程边侧造成碰撞甚至冲击导致损坏;

四、由于摇篮上长时间的加工零件会产生大量碎屑,而常规的摇篮式加工中心在工作过程中不能够对固定轴处进行稳定的密封防护工作,大量的碎屑飞溅或堆积至摇篮连接的固定轴处时,会对固定轴的使用造成不良影响。

所以我们提出了一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心,以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心,以解决上述背景技术提出的目前市场上机床抗振性也比较差,并且铸铁床身其制造会产生大量的污染,且还需要进行二次加工,周期较长且污染环境,且目前市场上的桥式结构会产生竖梁本体下挂、横梁变形等问题导致影响加工精度、加工效率的问题,并且常规的加工中心中的横梁或竖梁在运行过程中不能够对运行中的横梁或竖梁进行稳定有效的缓冲、预警和制止工作,而且常规的摇篮式加工中心在工作过程中不能够对固定轴处进行稳定的密封防护工作的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心,包括机床底座、横梁本体、安装板、传振架和密封橡胶圈,所述机床底座上螺栓安装有高架桥,且高架桥上螺栓安装有环形直线电机,所述环形直线电机的输出端安装有固定轴,且固定轴上螺栓安装有回转工作台,所述高架桥上螺栓安装有第一直线电机,且高架桥上安装固定有侧面直线导轨和顶面直线导轨,所述高架桥通过顶面直线导轨连接有横梁本体,且高架桥通过侧面直线导轨连接有横梁侧板,并且横梁侧板上安装固定有横梁本体,所述横梁本体上螺栓安装有第二直线电机,且横梁本体上安装固定有内面直线导轨,并且横梁本体通过内面直线导轨连接有十字滑台,所述十字滑台通过外面直线导轨连接有竖梁本体,且竖梁本体上螺栓安装有第三直线电机,并且竖梁本体上安装固定有外面直线导轨和氮气平衡缸。

优选的,所述高架桥对称分布在机床底座的左右两侧,且高架桥与横梁侧板一一对应,并且横梁侧板的左右两侧对称分布有横梁本体,而且两侧的横梁本体通过相应的内面直线导轨分别与十字滑台的两侧相连接,同时机床底座、高架桥、横梁本体和横梁侧板的材质均为高分子人造大理石。

优选的,所述固定轴上焊接固定有转动盘,且转动盘上转动连接有衔接杆,所述衔接杆的顶端活动连接有支撑板,且支撑板限位滑动连接在限位槽内,并且限位槽开设在环形直线电机上,而且支撑板上套设有密封橡胶圈。

优选的,所述横梁本体和高架桥上安装固定有安装板,且安装板上焊接固定有第一阻尼筒,所述第一阻尼筒上套设有缓冲弹簧,且缓冲弹簧的底端焊接固定在安装板上,所述缓冲弹簧的顶端焊接固定在推动块上,且推动块焊接固定在第一阻尼筒的顶端,所述安装板上活动连接有连接杆,且连接杆的顶端活动连接有推动块,所述推动块上螺钉连接有橡胶板,且橡胶板和安装板上均螺栓安装有传感器。

优选的,所述横梁本体内焊接固定有传振架,且传振架上焊接固定有固定板,所述固定板上焊接固定有第二阻尼筒,且第二阻尼筒外套设有减震弹簧,所述减震弹簧的底端焊接固定在固定板上,且减震弹簧的顶端焊接固定在连接架的底端,所述连接架焊接固定在第二阻尼筒的顶端,且连接架的顶端焊接固定在横梁本体内。

优选的,所述安装板的左右两侧对称分布有连接杆,且连接杆与推动块一一对应,并且连接杆与推动块和安装板之间均为铰接,而且连接杆连接在推动块的中间部位。

优选的,所述连接杆上推动块的顶端面与第一阻尼筒上推动块的顶端面位于同一水平面上,且相邻两侧推动块通过橡胶板构成弹性伸缩结构,并且橡胶板的中间部位固定有传感器,而且橡胶板与安装板之间呈平行分布。

优选的,所述传振架呈分叉状,且传振架的中心轴线与第二直线电机的中心轴线位于同一水平中心线上,所述第二阻尼筒的外端面与减震弹簧的内端面相贴合,且第二阻尼筒固定在连接架的底部中间部位,并且第二阻尼筒与连接架组合构成“Y”字形。

优选的,所述转动盘上等角度分布有衔接杆,且衔接杆铰接在支撑板的底部中间部位,并且支撑板呈圆弧形,所述密封橡胶圈的侧端面分别与环形直线电机的侧端面和摇篮的侧端面相贴合,且摇篮顶端面至固定轴之间的距离与固定轴至密封橡胶圈顶端面的最大距离相等。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心;

(1)该加工中心设置有横梁本体,在两个高架桥顶面和外侧面装配直线导轨既能承受竖向的受力,也能承受横向的受力,大大增强了机床的稳定性和刚性,且该加工中心采用双横梁夹抱中间竖梁本体的结构,没有了单横梁偏重心的下挂力,使主轴竖梁本体始终处理中心位置,且受力均匀,大大增强了机床的稳定性和刚性,并且除了工作台C轴为单轴驱动,其它四轴均采用直线电机双驱动的结构,极大的提高了各轴的驱动力,使机床加工更快捷、更稳定、更大的切削力,而且采用直线电机取双竖梁传统的丝杆螺母的结构,避免了传统丝杆受力磨损,丝杆卡死的问题,可以提供更快的响应,更精准的定位;

(2)该加工中心设置有机床底座和高架桥,床身整体采用高分子人造大理石,极大的提高了床身的稳定性及吸振性,增强了机床的稳定性和使用寿命及效率,且加工出来的零件同样条件下表面粗糙度,比常规铸铁床身机床提高1-2个精度等级,并且热稳定性好,随着温度变化而产生形变量是铸铁的1/20,并且精度保持性好,受撞刀而导致移位的可能性为零,而且耐腐蚀,对油、冷却液、和其他的腐蚀性液体有很好的抗腐蚀性,同时节能环保,同样生产一台机床与铸铁相比,能耗只有铸铁的1%,铸铁每吨溶化需要700度电,我们的床身每吨成型仅需要5-7度电;

(3)该加工中心设置有第一阻尼筒、橡胶板和传感器,横梁本体在高架桥上运动至边侧时,第一阻尼筒和推动块结合缓冲弹簧能够对横梁本体进行缓冲防护,且两侧连接杆上的推动块结合相应的橡胶板能够进一步提高缓冲防护效果,进而能够带动橡胶板上的传感器靠近安装板上的传感器,而当横梁本体距离边侧过近时,两侧的传感器结合加工中心本体能够进行及时预警和后续的制止工作,同理,竖梁本体在横梁本体上工作时也如此,增加了加工中心的使用安全性和稳定性;

(4)该加工中心设置有传振架和第二阻尼筒,横梁本体内面直线导轨产生的振动通过传振架和固定板能够传递至第二阻尼筒处,此时第二阻尼筒结合减震弹簧能够进行进一步减震工作,与此同时,第二阻尼筒结合连接架能够将内面直线导轨产生的振动缓冲后传递至顶部的导轨处并与顶部导轨处产生的振动所抵消,进而能够同时吸收缓冲横梁本体内部的内面直线导轨与顶部的导轨产生的振动,有效提高了加工中心的使用安全性和稳定性;

(5)该加工中心设置有密封橡胶圈,环形直线电机通过固定轴带动摇篮转动时,固定轴通过转动盘能够带动各个衔接杆上的支撑板同时向内运动,此时密封橡胶圈收缩,工作结束后,固定轴带动摇篮回复原位,此时各个衔接杆上的支撑板能够带动密封橡胶圈伸展至与摇篮平齐,结合密封橡胶圈的推动作用下能够将摇篮与环形直线电机之间的碎屑进行推送清理,能够有效防止回转工作台上长时间加工产生的碎屑堆积在固定轴处,进而能够保证固定轴长时间工作状态的稳定,增加了加工中心的使用多样性。

附图说明

图1为本发明整体立体结构示意图;

图2为本发明环形直线电机侧视结构示意图;

图3为本发明连接杆俯视结构示意图;

图4为本发明高架桥主视结构示意图;

图5为本发明竖梁本体俯视结构示意图;

图6为本发明第二阻尼筒结构示意图;

图7为本发明传振架俯视结构示意图;

图8为本发明转动盘结构示意图;

图9为本发明密封橡胶圈侧视结构示意图。

图中:1、机床底座;2、高架桥;3、环形直线电机;4、固定轴;5、摇篮;6、回转工作台;7、第一直线电机;8、侧面直线导轨;9、顶面直线导轨;10、横梁本体;11、横梁侧板;12、第二直线电机;13、内面直线导轨;14、十字滑台;15、竖梁本体;16、第三直线电机;17、外面直线导轨;18、氮气平衡缸;19、安装板;20、第一阻尼筒;21、缓冲弹簧;22、推动块;23、连接杆;24、橡胶板;25、传感器;26、传振架;27、固定板;28、第二阻尼筒;29、减震弹簧;30、连接架;31、转动盘;32、衔接杆;33、支撑板;34、密封橡胶圈;35、限位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9,本发明提供一种技术方案:一种整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心,包括机床底座1、高架桥2、环形直线电机3、固定轴4、摇篮5、回转工作台6、第一直线电机7、侧面直线导轨8、顶面直线导轨9、横梁本体10、横梁侧板11、第二直线电机12、内面直线导轨13、十字滑台14、竖梁本体15、第三直线电机16、外面直线导轨17、氮气平衡缸18、安装板19、第一阻尼筒20、缓冲弹簧21、推动块22、连接杆23、橡胶板24、传感器25、传振架26、固定板27、第二阻尼筒28、减震弹簧29、连接架30、转动盘31、衔接杆32、支撑板33、密封橡胶圈34和限位槽35,机床底座1上螺栓安装有高架桥2,且高架桥2上螺栓安装有环形直线电机3,环形直线电机3的输出端安装有固定轴4,且固定轴4上螺栓安装有回转工作台6,高架桥2上螺栓安装有第一直线电机7,且高架桥2上安装固定有侧面直线导轨8和顶面直线导轨9,高架桥2通过顶面直线导轨9连接有横梁本体10,且高架桥2通过侧面直线导轨8连接有横梁侧板11,并且横梁侧板11上安装固定有横梁本体10,横梁本体10上螺栓安装有第二直线电机12,且横梁本体10上安装固定有内面直线导轨13,并且横梁本体10通过内面直线导轨13连接有十字滑台14,十字滑台14通过外面直线导轨17连接有竖梁本体15,且竖梁本体15上螺栓安装有第三直线电机16,并且竖梁本体15上安装固定有外面直线导轨17和氮气平衡缸18。

高架桥2对称分布在机床底座1的左右两侧,且高架桥2与横梁侧板11一一对应,并且横梁侧板11的左右两侧对称分布有横梁本体10,而且两侧的横梁本体10通过相应的内面直线导轨13分别与十字滑台14的两侧相连接,同时机床底座1、高架桥2、横梁本体10和横梁侧板11的材质均为高分子人造大理石,可以保证机床底座1、高架桥2、横梁本体10和横梁侧板11工作效果的稳定,进而能够保证加工中心整体工作状态的稳定。

固定轴4上焊接固定有转动盘31,且转动盘31上转动连接有衔接杆32,衔接杆32的顶端活动连接有支撑板33,且支撑板33限位滑动连接在限位槽35内,并且限位槽35开设在环形直线电机3上,而且支撑板33上套设有密封橡胶圈34,可以保证支撑板33提高限位槽35在环形直线电机3上能够进行便捷稳定的限位滑动工作,进而能够保证后续密封橡胶圈34稳定的支撑工作。

横梁本体10和高架桥2上安装固定有安装板19,且安装板19上焊接固定有第一阻尼筒20,第一阻尼筒20上套设有缓冲弹簧21,且缓冲弹簧21的底端焊接固定在安装板19上,缓冲弹簧21的顶端焊接固定在推动块22上,且推动块22焊接固定在第一阻尼筒20的顶端,安装板19上活动连接有连接杆23,且连接杆23的顶端活动连接有推动块22,推动块22上螺钉连接有橡胶板24,且橡胶板24和安装板19上均螺栓安装有传感器25,可以保证第一阻尼筒20在。安装板19上工作效果的稳定,增加了加工中心的使用稳定性

横梁本体10内焊接固定有传振架26,且传振架26上焊接固定有固定板27,固定板27上焊接固定有第二阻尼筒28,且第二阻尼筒28外套设有减震弹簧29,减震弹簧29的底端焊接固定在固定板27上,且减震弹簧29的顶端焊接固定在连接架30的底端,连接架30焊接固定在第二阻尼筒28的顶端,且连接架30的顶端焊接固定在横梁本体10内,可以保证减震弹簧29在第二阻尼筒28上工作状态的稳定,且第二阻尼筒28结合减震弹簧29能够进一步提高加工中心的减震效果,增加了加工中心的使用安全性。

安装板19的左右两侧对称分布有连接杆23,且连接杆23与推动块22一一对应,并且连接杆23与推动块22和安装板19之间均为铰接,而且连接杆23连接在推动块22的中间部位,可以保证连接杆23与推动块22和安装板19之间连接状态的稳定,增加了加工中心的使用多样性和稳定性。

连接杆23上推动块22的顶端面与第一阻尼筒20上推动块22的顶端面位于同一水平面上,且相邻两侧推动块22通过橡胶板24构成弹性伸缩结构,并且橡胶板24的中间部位固定有传感器25,而且橡胶板24与安装板19之间呈平行分布,可以保证连接杆23和第一阻尼筒20上的推动块22能够同时对横梁本体10进行稳定便捷的缓冲工作,有效增加了缓冲效果。

传振架26呈分叉状,且传振架26的中心轴线与第二直线电机12的中心轴线位于同一水平中心线上,第二阻尼筒28的外端面与减震弹簧29的内端面相贴合,且第二阻尼筒28固定在连接架30的底部中间部位,并且第二阻尼筒28与连接架30组合构成“Y”字形,可以保证第二阻尼筒28通过连接架30能够将振动与顶部导轨的振动进行稳定抵消,增加了加工中心的使用安全性。

转动盘31上等角度分布有衔接杆32,且衔接杆32铰接在支撑板33的底部中间部位,并且支撑板33呈圆弧形,密封橡胶圈34的侧端面分别与环形直线电机3的侧端面和摇篮5的侧端面相贴合,且摇篮5顶端面至固定轴4之间的距离与固定轴4至密封橡胶圈34顶端面的最大距离相等,可以保证密封橡胶圈34能够将环形直线电机3和摇篮5之间的间隙进行稳定的密封防护工作,进而能够保证后续摇篮5工作状态的稳定。

工作原理:在使用该整体大理石双竖梁双驱动五轴加工中心之前,需要先检查加工中心整体情况,确定能够进行正常工作;

机床床身均采用高分子人造大理石,结合图1-图5,机床底座1两侧各一高架桥2,在高架桥2中有一圆孔,圆孔中安装有环形直线电机3,在两环形直线电机3中装配有矿物铸件制造而成的摇篮5,搭载我公司自主研发的DD马达,即回转工作台6;在高架桥2的顶部平台安装有顶面直线导轨9,在高架桥2外侧上部安装有第一直线电机7,第一直线电机7下方安装有侧面直线导轨8;左右两个高架桥2共有两条侧面直线导轨8、两条顶面直线导轨9及两条第一直线电机7,用于装载两条横梁本体10;在两条横梁本体10的内侧,中间各装有一条第二直线电机12,第二直线电机12上下各有一条内面直线导轨13,两条横梁本体10均装配十字滑台14;中间竖梁本体15为正方形,两面各装配有两条外面直线导轨17与十字滑台14相连,另两面装配有第三直线电机16,装配有氮气平衡缸18,起到主轴缓冲作用;

而加工中心在工作过程中,结合图1-图7,整体大理石床身双横梁本体10夹抱竖梁本体15主轴结构刚性大大提高,吸振性是铸铁的十倍以上,加工出来的零件同样条件下表面粗糙度,比常规铸铁床身机床提高1-2个精度等级,且横梁本体10作为主要核心零部件,其内部的内面直线导轨13与顶部的导轨在工作过程中产生振动时,内面直线导轨13产生的振动通过传振架26和固定板27能够传递至第二阻尼筒处28,此时第二阻尼筒28结合减震弹簧29能够进行进一步减震工作,与此同时,第二阻尼筒28结合连接架30能够将内面直线导轨13产生的振动缓冲后传递至顶部的导轨处,并与顶部导轨处产生的振动所抵消,进而能够同时吸收缓冲横梁本体10内部的内面直线导轨13与顶部的导轨产生的振动,有效提高了加工中心的使用安全性和稳定性;

并且在横梁本体10的工作过程中,结合图1-图5,横梁本体10在高架桥2上运动至边侧时,第一阻尼筒20和其顶部的推动块22结合缓冲弹簧21能够对横梁本体10进行一级缓冲防护,与此同时,横梁本体10在运动作用下能够推动两侧连接杆23上的推动块22同时向两侧运动,结合相应的橡胶板24能够进一步提高缓冲防护效果,并且两侧连接杆23上的推动块22向两侧运动的同时能够带动橡胶板24向后运动,进而能够带动橡胶板24上的传感器25逐渐靠近安装板19上的传感器25,而当横梁本体10距离边侧过近时,两侧的传感器25结合加工中心本体能够进行及时预警和后续的制止工作,进而能够有效防止横梁本体10行程过载,同理,能够有效防止十字滑台14行程过载;

而环形直线电机3通过固定轴4带动摇篮5转动时,结合图1、图4、图8和图9,固定轴4通过转动盘31能够带动各个衔接杆32上的支撑板33在环形直线电机3上的限位槽35内同时向内进行直行运动,此时密封橡胶圈34在弹性回复作用下能够进行收缩,而工作结束后,固定轴4带动摇篮5回复原位,此时各个衔接杆32上的支撑板33能够带动密封橡胶圈34伸展至于摇篮5平齐,结合密封橡胶圈34的推动作用下能够将摇篮5与环形直线电机3之间的碎屑进行推送清理,能够有效防止回转工作台6上长时间加工产生的碎屑堆积在固定轴4处对固定轴4造成不良影响,进而能够保证固定轴4长时间工作状态的稳定,以上便是整个加工中心的工作过程,且本说明书中未作详细描述的内容,例如环形直线电机3、回转工作台6、氮气平衡缸18、第一阻尼筒20、传感器25和密封橡胶圈34,均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

18页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种加工设备及加工方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类