2017年5月23日

立式加工中心主軸箱的驅動導軌結構

描述本實用新型屬于機床加工機械的描述，具體涉及的為一種立式加工中心主軸箱的驅動導軌結構。背景目前，立式加工中心的主軸箱與立柱通過硬軌結構配合，硬軌結構配合的接觸面為面接觸形式，相對移動時摩擦力較大，驅動耗能多而且柜面磨損嚴重，需經常更換，增加生產成本。主軸箱安裝在立柱上，形成懸臂結構，且主軸安裝在主軸箱的自由端，該自由端背離主軸箱與立柱的連接端，主軸箱以及主軸的伺服驅動電機的重量均很大，主軸箱自由端將承受很大的作用力，嚴重影響了懸臂連接結構下立柱與主軸箱的配合可靠性，導致加工過程中主軸箱受到的作用力不穩定，主軸工作不穩定，加工過程中會產生振動，加工精度不能夠保證，同時還導致硬軌軌面磨損不均，增大了磨損更換頻次。懸臂結構以及面接觸軌道，導致不同進給速度下主軸箱兩端受力不穩定，特別是低速重切削時，主軸振動非常明顯，嚴重影響加工精度。實用新型內容本實用新型提供了一種新型立式加工中心主軸箱的驅動導軌結構，其能夠實現減小軌面磨損，使驅動阻力在不同進給速度下基本穩定，進而能明顯較小主軸箱受力不穩定狀況，提升主軸工作穩定性。本實用新型解決其技術問題所采取的技術方案是：立式加工中心主軸箱的驅動導軌結構，包括立柱、主軸箱、主軸箱驅動組件、主軸，主軸安裝在主軸箱的自由端，在主軸箱的另一端設置有主軸箱裝配基座，主軸箱裝配基座的中心位置設置主軸箱驅動連接部，所述主軸箱驅動連接部與所述主軸箱驅動組件配合連接，在立柱與主軸箱配合端面的兩個垂向邊緣處分別設置垂向延伸的凸臺，在所述凸臺上分別固定設置一條線型軌道，在所述主軸箱裝配基座端面的兩垂向邊緣分別設置垂向延伸的凹槽，裝配時所述兩凹槽分別與所述立柱上的兩凸臺對應，所述凹槽的寬度不小于所述凸臺的寬度，在所述的兩凹槽內對稱固定設置導向滑塊，所述導向滑塊與對應的線型軌道配合。進一步，所述線型軌道呈工字型。進一步，所述導向滑塊的數目為四個，分別固定設置在所述凹槽的上、下兩端位置處。進一步，所述導向滑塊的數目為六個，分別固定設置在所述凹槽的上、下兩端位置處以及每一個凹槽的垂向中心位置處。本實用新型的有益效果是：其通過采用線型軌道來替代硬軌連接，改善了主軸箱相對立柱的移動形式，不僅減小磨擦作用力，而且在懸臂結構狀態下能夠確保固定在主軸箱裝配基座之上、下端位置的導向滑塊受到基本一致的摩擦力，進而保證不同進給速度下主軸箱受到阻力的大小基本穩定，明顯減小主軸箱進給加工時的振動幅度及頻率，提高機床整機的加工精度。選用的六個導向滑塊相對于四個導向滑塊的裝配結構而言能夠提高線型軌道及導向滑塊的壽命，減少成本。因為在四個導向滑塊的裝配結構下，受到懸臂梁結構影響較六個導向滑塊的裝配結構下更明顯：四個導向滑塊的裝配結構下主軸箱裝配端受到兩側作用力，即上端位置導向滑塊受到的拉力與下端位置導向滑塊受到的壓力，它們與主軸箱自身重力以及伺服驅動電機的重力平衡，拉力以及壓力的大小與總體重力相當，六個導向滑塊的裝配結構下主軸箱裝配端受到三側作用力，位于中間的導向滑塊能夠平衡導向滑塊受到的拉力或壓力，即減小導向滑塊與線型軌道的作用力，減小摩擦，延長導向滑塊與線型軌道的壽命。進行加工時，四個導向滑塊的裝配結構下，位于上、下端的導向滑塊受到的作用力相對它們靜態下的差量幅度大，六個導向滑塊的裝配結構下，中間的兩導向滑塊能夠平衡上、下端的導向滑塊受到的作用力，減小它們在靜態與動態下的差量幅度，減小懸臂梁結構對導向滑塊受力均衡性的影響，減小加工狀態下主軸箱的振動情況，提高主軸的加工精度。附圖說明圖1為本實用新型的主視結構示意圖；圖2為本實用新型的俯視結構示意圖；圖中：1立柱、2主軸箱、3主軸箱驅動組件、4線型軌道、5導向滑塊、6主軸箱驅動連接部、7主軸、8主軸箱裝配基座。實施為便于理解本實用新型的技術方案，下面結合附圖對其中所涉及的技術內容作進一步說明。在對本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“左”、“右”、“前”、“后”“上”、“下”、 “內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。如圖1和圖2所示，立式加工中心主軸箱的驅動導軌結構，包括立柱1、主軸箱2、主軸箱驅動組件3、主軸7等。主軸7安裝在主軸箱2的右端（為自由端），在主軸箱2的左端（裝配端）設置有主軸箱裝配基座8,主軸箱裝配基座8的中心位置設置主軸箱驅動連接部6,所述主軸箱驅動連接部6與所述主軸箱驅動組件3配合連接。上述技術內容為現有技術，在本實用新型中只需要作出適應性修改即可，因此不能夠對本實用新型的保護及公開充分性形成影響。如圖2,在立柱1上其與主軸箱2配合端面（即立柱1的右端面）的兩個垂向邊緣（前邊緣與后邊緣）處分別設置垂向延伸的凸臺，在所述凸臺上分別固定設置一條線型軌道4。在所述主軸箱裝配基座8端面（為左端面）的兩垂向邊緣分別設置垂向延伸的凹槽。裝配時所述兩凹槽分別與所述立柱1上的兩凸臺對應，所述凹槽的寬度不小于所述凸臺的寬度。在所述的兩凹槽內對稱固定設置導向滑塊5,所述導向滑塊5與對應的線型軌道4配合。所述線型軌道4 一般呈工字型，導向滑塊5與線型軌道4卡合，增強連接的可靠性。其通過采用線型軌道4來替代硬軌連接，改善了主軸箱2相對立柱1的配合形式，不僅減小磨擦作用力，而且在懸臂結構狀態下能夠確保固定在主軸箱裝配基座8之上、下端位置的導向滑塊5受到基本一致的摩擦力，進而保證不同進給速度下主軸箱2受到阻力的大小基本穩定，明顯減小主軸箱2進給加工時的振動幅度及頻率，提高機床整機的加工精度。所述導向滑塊5的數目可以為四個，此時四個導向滑塊5分別固定設置在所述凹槽的上、下兩端位置處（即所述主軸箱裝配基座8左端面的四角位置）。為提高配合效果同時減小懸臂梁結構的影響，所述導向滑塊5的數目可為六個，此時導向滑塊5分別固定設置在所述凹槽的上、下兩端位置處以及每個凹槽的垂向中心位置處，如圖1。選用的六個導向滑塊5的裝配結構相對于四個導向滑塊5的裝配結構而言能夠提高線型軌道及導向滑塊的壽命，減少成本。因為在四個導向滑塊5的裝配結構下，受到懸臂梁結構影響較六個導向滑塊5的裝配結構下更明顯：即四個導向滑塊5的裝配結構下主軸箱2左端受到上、下兩側作用力，即上端位置導向滑塊5受到的拉力與下端位置導向滑塊受到的壓力，它們與主軸箱自身重力以及伺服驅動電機的重力平衡。此時拉力以及壓力的大小與總體重力相當。六個導向滑塊5的裝配結構下主軸箱2左端受到三側作用力，位于中間的導向滑塊5能夠平衡導向滑塊5受到的拉力或壓力，即減小導向滑塊5與線型軌道4的作用力，減小摩擦，延長導向滑塊5與線型軌道4的壽命。進行加工時，四個導向滑塊5的裝配結構下，位于上、下端的導向滑塊5受到的作用力相對它們靜態下的差量幅度大，六個導向滑塊5的裝配結構下，中間的兩導向滑塊5能夠平衡上、下端的導向滑塊5受到的作用力，減小它們在靜態與動態下的差量幅度，減小懸臂梁結構對導向滑塊5受力均衡性的影響，減小加工狀態下主軸箱2的振動情況，提高主軸的加工精度。采用線型軌道4與導向滑塊5的配合形式下，主軸箱2采鑄件結構：首先根據具體型號確定導向滑塊5的具體位置，木模圖繪出制作木模，木模制作完成后檢驗合格后轉交鑄造。鑄造過程要充分考慮其材質、硬度要求。鑄造完成后，檢驗合格轉交機械加工，在加工過程中要注意相關的尺寸精度和形位精度。加工完成檢驗合格后進行裝配，裝配過程中要注意各個導向滑塊5充分接觸所述主軸箱裝配基座8的左端面，避免裝配固定不牢固以及有過大間隙。同時，校正主軸7與線型軌道4運行軌跡的平行度在0. 01mm內，最后進行測試實驗。極限測試中的結果表明：六導向滑塊5的主軸箱2裝配結構，在切削時主軸箱 2的變形量在2微米以內，而采用四導向滑塊5的裝配結構，在同樣的極限測試條件下其變化量在10微米內。在大進給量的加工過程中，六導向滑塊5的主軸箱2裝配結構下（進給量達到6_左右）的加工效率比四導向滑塊5的主軸箱2裝配結構下（進給量達到2_左右）的加工效率提高近3倍。除說明書所述的技術特征外，均為本專業技術人員的已知技術。本文由海天精工整理發表文章均來自網絡僅供學習參考，轉載請注明！

海天精工機床有限公司 ^{海天精工博客}

立式加工中心主軸箱的驅動導軌結構

◎歡迎參與討論，請在這里發表您的看法、交流您的觀點。