一种用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱
阅读说明：本技术 一种用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱 (Integrated stand column for movable column type gantry machining center ) 是由 朱世阳 朱钢 张伟 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱,其立柱本体包括外围筋板和内部筋板,内部筋板横纵交错焊接在外围筋板的内侧,立柱本体的顶端焊接有横梁结合面安装板、底端焊接有滑块安装板,立柱本体的前侧和后侧分别直立安装有齿轮减速箱,每个齿轮减速箱的输入齿轮与一电动机的输出端相连、输出齿轮与安装在机床床身上的齿条相适配,滑块安装板上对称安装有滑块,滑块与安装在机床床身上的直线导轨相适配。该立柱集传统立柱及滑座的功能于一体,结构简单,方便焊接,可替换传统立柱、滑座结构,在不改变动柱式龙门加工中心系统参数的前提下,可减轻机床传动部件的重量,并优化机床的装配工艺,减少机床的生产时间,提高机床的生产效率。(The invention discloses an integrated upright post for a movable column type gantry machining center, wherein an upright post body comprises peripheral rib plates and internal rib plates, the internal rib plates are welded on the inner sides of the peripheral rib plates in a transverse and longitudinal staggered manner, a cross beam joint surface mounting plate is welded at the top end of the upright post body, a sliding block mounting plate is welded at the bottom end of the upright post body, gear reduction boxes are respectively and vertically arranged on the front side and the rear side of the upright post body, an input gear of each gear reduction box is connected with an output end of a motor, an output gear is matched with a rack arranged on a machine tool body, sliding blocks are symmetrically arranged on the sliding block mounting plate, and the sliding blocks are matched with linear guide rails arranged on the machine tool body. The stand integrates the functions of a traditional stand column and a slide seat, has a simple structure, is convenient to weld, can replace the structures of the traditional stand column and the slide seat, can reduce the weight of a transmission part of a machine tool on the premise of not changing the system parameters of a movable column type gantry machining center, optimizes the assembly process of the machine tool, reduces the production time of the machine tool and improves the production efficiency of the machine tool.)
技术领域
本发明涉及动柱式龙门加工中心的传动领域及立柱结构技术领域，具体是一种用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱。
背景技术
动柱式龙门加工中心凭借着优秀的加工范围及加工精度在航空航天领域得到广泛使用，如何提高生产成本及生产效率便成了主要问题。原有机床结构的机床床身及立柱通过滑座相互连接，滑座安装在机床床身上，立柱安装在滑座上，并且滑座是通过铸造方法制造得到。但是，滑座由于制作周期长，会导致生产周期延后，影响生产进度；而且在机床装配过程中，滑座也会增加装配工序及时间。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱，该立柱集传统立柱及滑座的功能于一体，结构简单，方便焊接，可替换传统立柱、滑座结构，在不改变动柱式龙门加工中心系统参数的前提下，可减轻机床传动部件的重量，并优化机床的装配工艺，减少机床的生产时间，提高机床的生产效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱，包括立柱本体，所述的立柱本体包括外围筋板和内部筋板，所述的内部筋板横纵交错焊接在所述的外围筋板的内侧，所述的立柱本体的顶端焊接有横梁结合面安装板，所述的立柱本体的底端焊接有滑块安装板，所述的立柱本体的前侧和后侧分别直立安装有齿轮减速箱，每个所述的齿轮减速箱的输入齿轮与一电动机的输出端相连，每个所述的齿轮减速箱的输出齿轮与安装在机床床身上的齿条相适配，所述的滑块安装板上对称安装有滑块，所述的滑块与安装在机床床身上的直线导轨相适配，安装后，一台龙门机床的横梁的两侧对称安装有两件一体式立柱，两件一体式立柱的横梁结合面安装板分别通过多颗螺栓固定在横梁的底部，两件一体式立柱的滑块分别装配在机床床身上的直线导轨上。
本发明一体式立柱总体采用焊接形式，结构简单，方便焊接，该一体式立柱集传统立柱及滑座的功能于一体，可替换传统立柱、滑座结构，无需耗费传统滑座的制作时间，可大幅节省机床基础部件的准备时间，且装配过程中只需将立柱与机床床身和横梁分别直接连接即可，精简了装配工序，对机床制造、装配、生产都产生了积极的影响。本发明一体式立柱在不改变动柱式龙门加工中心系统参数的前提下，可减轻机床传动部件的重量，并优化机床的装配工艺，减少机床的生产时间，提高机床的生产效率。
本发明一体式立柱安装后，机床横梁整体沿X轴方向的运动通过安装在一体式立柱前侧和后侧的齿轮减速箱来实现，即电动机驱动齿轮减速箱旋转，使立柱底部的滑块沿机床床身上的直线导轨移动，进而实现机床横梁的移动。安装在一体式立柱前侧和后侧的齿轮减速箱可达到较好的双齿轮消隙效果，保证机床横梁在X轴方向上沿齿条运动的平稳性。
作为优选，所述的内部筋板包括多道竖筋和多道环筋，所述的多道竖筋沿所述的外围筋板的周向间隔设置，每道所述的竖筋直立焊接在所述的外围筋板的内侧壁，每道所述的竖筋的顶端和底端分别焊接在所述的横梁结合面安装板和所述的滑块安装板上，所述的多道环筋沿所述的外围筋板的高度方向上下间隔设置，每道所述的环筋横向焊接在所述的外围筋板的内侧壁，每道所述的竖筋与每道所述的环筋的交接处相互焊接。
作为优选，所述的横梁结合面安装板与位于最上侧的环筋及竖筋之间焊接有多块加强板，所述的滑块安装板与所述的竖筋之间焊接有多块加强块。加强板和加强块起增强作用，可增加横梁结合面安装板和滑块安装板等关键结合部位的强度。
作为优选，所述的横梁结合面安装板和所述的滑块安装板均为Q345B钢板，所述的外围筋板和所述的内部筋板均为Q235B钢板。相较Q235B钢板，Q345B钢板的综合力学性能更好，低温性能亦可，塑性和焊接性良好，屈服强度下限345MPa大于Q235B的235MPa。本发明一体式立柱中，横梁结合面安装板和滑块安装板等关键结合部位采用Q345B钢板，而外围筋板和内部筋板等非接触部分采用Q235B钢板，这样可减少关键部位的连接变形，同时内部布筋少、空腔多，移动时整体重量较轻，伺服控制的速度和精度提高，从而既保证了立柱整体结构稳定，又能在不影响机床传动的情况下，节约原材料成本。
作为优选，所述的外围筋板的前侧和后侧分别固定有安装支架，每个所述的齿轮减速箱安装在一个所述的安装支架上。
作为优选，所述的外围筋板的前侧和后侧分别焊接有支架安装板，每个所述的安装支架通过多颗螺钉固定在所述的外围筋板和一块所述的支架安装板上，每个所述的安装支架与对应的支架安装板之间通过平键定位。
作为优选，每个所述的安装支架上通过螺钉安装有若干第一调整块，所述的若干第一调整块用于调节所述的齿轮减速箱的左右位置。
作为优选，所述的横梁结合面安装板的侧面通过螺钉安装有多块第二调整块，所述的多块第二调整块分布在所述的横梁结合面安装板的前侧面、后侧面和外侧面，所述的多块第二调整块用于调节横梁的前后位置及左右位置，安装后，所述的多块第二调整块分别通过螺钉固定在横梁的底端的侧面。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱总体采用焊接形式，结构简单，方便焊接，该一体式立柱集传统立柱及滑座的功能于一体，可替换传统立柱、滑座结构，无需耗费传统滑座的制作时间，可大幅节省机床基础部件的准备时间，且装配过程中只需将立柱与机床床身和横梁分别直接连接即可，精简了装配工序，对机床制造、装配、生产都产生了积极的影响。本发明一体式立柱在不改变动柱式龙门加工中心系统参数的前提下，可减轻机床传动部件的重量，并优化机床的装配工艺，减少机床的生产时间，提高机床的生产效率。
附图说明
图1为实施例中立柱本体的外观图；
图2为对应于图1的纵向剖切示意图
图3为图2中A-A剖视图；
图4为图3中B-B剖视图；
图5为对应于图3的轴测图；
图6为实施例中立柱本体与齿轮减速箱的连接示意图；
图7为图6中C处放大图；
图8为实施例中立柱安装后效果正视图；
图9为图8中D处放大图；
图10为实施例中立柱安装后与横梁的连接示意图（侧视图）。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例的用于动柱式龙门加工中心的一体式立柱，如图所示，包括立柱本体1，立柱本体1包括外围筋板2和内部筋板3，内部筋板3横纵交错焊接在外围筋板2的内侧，立柱本体1的顶端焊接有横梁结合面安装板11，立柱本体1的底端焊接有滑块安装板12，立柱本体1的前侧和后侧分别直立安装有齿轮减速箱41（如图6所示，两个齿轮减速箱41之间的间距为2750mm），每个齿轮减速箱41的输入齿轮（图中未示出）与一电动机42的输出端相连，每个齿轮减速箱41的输出齿轮43与安装在机床床身5上的齿条（图中未示出）相适配，滑块安装板12上对称安装有滑块13，滑块13与安装在机床床身5上的直线导轨51相适配，安装后，一台龙门机床的横梁6的两侧对称安装有两件一体式立柱，两件一体式立柱的横梁结合面安装板11分别通过多颗螺栓固定在横梁6的底部，两件一体式立柱的滑块13分别装配在机床床身5上的直线导轨51上。
本实施例中，内部筋板3包括多道竖筋31和多道环筋32，多道竖筋31沿外围筋板2的周向间隔设置，每道竖筋31直立焊接在外围筋板2的内侧壁，每道竖筋31的顶端和底端分别焊接在横梁结合面安装板11和滑块安装板12上，多道环筋32沿外围筋板2的高度方向上下间隔设置，每道环筋32横向焊接在外围筋板2的内侧壁，每道竖筋31与每道环筋32的交接处相互焊接；横梁结合面安装板11与位于最上侧的环筋32及竖筋31之间焊接有多块加强板13，滑块安装板12与竖筋31之间焊接有多块加强块14。
本实施例中，横梁结合面安装板11和滑块安装板12均为Q345B钢板，外围筋板2和内部筋板3均为Q235B钢板。
本实施例中，外围筋板2的前侧和后侧分别固定有安装支架21，每个齿轮减速箱41安装在一个安装支架21上。具体地，外围筋板2的前侧和后侧分别焊接有支架安装板22，每个安装支架21通过多颗螺钉固定在外围筋板2和一块支架安装板22上，每个安装支架21与对应的支架安装板22之间通过平键23定位。
本实施例中，每个安装支架21上通过螺钉安装有两块第一调整块24，两块第一调整块24用于调节齿轮减速箱41的左右位置。横梁结合面安装板11的侧面通过螺钉安装有六块第二调整块25，六块第二调整块25分布在横梁结合面安装板11的前侧面、后侧面和外侧面，六块第二调整块25用于调节横梁6的前后位置及左右位置，安装后，六块第二调整块25分别通过螺钉固定在横梁6的底端的侧面。
上述一体式立柱安装后效果图见图8~图10。图8中，61为滑枕，62为滑鞍。机床横梁6整体沿X轴方向的运动通过安装在一体式立柱前侧和后侧的齿轮减速箱41来实现，即电动机42驱动齿轮减速箱41旋转，使立柱底部的滑块13沿机床床身5上的直线导轨51移动，进而实现机床横梁6的移动。安装在一体式立柱前侧和后侧的齿轮减速箱41可达到较好的双齿轮消隙效果，保证机床横梁6在X轴方向上沿齿条运动的平稳性。
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