大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，包括底座和數(shù)控系統(tǒng)，所述底座上設有X軸主滑臺以及驅(qū)動所述X軸主滑臺沿X軸方向滑動的X軸伺服電機，所述底座的兩側(cè)設有龍門左立柱和龍門右立柱，所述龍門左立柱和龍門右立柱上設連接有橫梁，所述橫梁上設有Y軸數(shù)控滑臺以及驅(qū)動所述Y軸主滑臺沿Y軸方向滑動的Y軸伺服電機；所述Y軸主滑臺上設有Z軸數(shù)控滑臺以及驅(qū)動所述Z軸數(shù)控滑臺沿Z軸方向滑動的Z軸伺服電機；所述Z軸數(shù)控滑臺內(nèi)安裝有鏜銑頭主軸，所述鏜銑頭主軸的下端安裝主軸鏜銑刀頭，上端連接拉刀油缸，所述鏜銑頭主軸還通過主軸機械減速箱連接主軸伺服電機。本發(fā)明布局合理、整機剛性強、定位精度高。
【專利說明】大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機械加工機床，尤其涉及一種可適用于汽車、冶金、風電、船舶、煤礦機械、工程機械中的大、中型零件粗、精加工的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，龍門鏜銑機床是集機、電、液等先進技術(shù)于一體的機械加工設備，適用于重機、機車、發(fā)電、機床、汽車、模具等行業(yè)半精加工和精加工，也可用于粗加工。舉例分析，龍門鏜銑床總體結(jié)構(gòu)由一個龍門架組成，龍門架由雙立柱、活動橫梁、連接梁、橫向溜板及銑頭滑枕組成剛性框架，橫梁上配置一臺立式大功率多功能滑枕式垂直上下運動(Z軸)，立式主軸鏜銑頭，鏜銑頭的溜板沿橫梁導軌左右運動(Y軸)；龍門框架下方沿床身工作臺縱向運動(X軸)。但是，根據(jù)國家重點行業(yè)核心制造領域的需求，此類設備目標應為數(shù)控專用機床及其柔性制造系統(tǒng)，很多現(xiàn)有設備無法適用于各行業(yè)大、中型零件的精加工的需要。因此，針對以上方面，需要對現(xiàn)有技術(shù)進行合理的改進提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上缺陷，本發(fā)明提出一種布局合理、整機剛性強、承載能力大、定位精度高、運轉(zhuǎn)噪音小、可適應多樣化加工生產(chǎn)的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，包括底座和數(shù)控系統(tǒng)，所述底座上設有X軸主滑臺以及驅(qū)動所述X軸主滑臺沿X軸方向滑動的X軸伺服電機，所述底座的兩側(cè)設有龍門左立柱和龍門右立柱，所述龍門左立柱和龍門右立柱上設連接有橫梁，所述橫梁上設有Y軸數(shù)控滑臺以及驅(qū)動所述Y軸主滑臺沿Y軸方向滑動的Y軸伺服電機；所述Y軸主滑臺上設有Z軸數(shù)控滑臺以及驅(qū)動所述Z軸數(shù)控滑臺沿Z軸方向滑動的Z軸伺服電機；所述Z軸數(shù)控滑臺內(nèi)安裝有鏜銑頭主軸，所述鏜銑頭主軸的下端安裝主軸鏜銑刀頭，上端連接拉刀油缸，所述鏜銑頭主軸還通過主軸機械減速箱連接主軸伺服電機。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床具有X軸，Y軸，Z軸三個基本直線坐標軸，各坐標軸均可以數(shù)字化控制自動定位。零件一次裝夾后，可自動完成鏜、銑、鉆、絞等多工序加工，還可以根據(jù)用戶需要配備合適附件頭(直角銑頭、萬能銑頭、等多種特殊形狀的附件銑頭)實現(xiàn)多面體的精加工。本發(fā)明的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床具有布局合理、整機剛性強、導軌采用全封閉防護性能較佳、切削及冷卻液回收方便、無滲漏等優(yōu)點；定位精度高、完全伺服驅(qū)動性能佳、同時承載能力大及切削抗振；可充分保證機床的直線度、平行度、垂直度等一系列綜合精度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床還可以具有以下附加技術(shù)特征:
[0008]優(yōu)選的，所述底座與X軸主滑臺之間、橫梁與Y軸數(shù)控滑臺之間以及Y軸數(shù)控滑臺與Z軸數(shù)控滑臺之間均采用導軌方式連接。
[0009]優(yōu)選的，所述底座和X軸主滑臺之間采用重載滾動直線導軌的結(jié)構(gòu)，在底座的寬度方向上設有兩條導軌；所述橫梁和Y軸數(shù)控滑臺之間采用滑動硬軌的結(jié)構(gòu)；所述Y軸數(shù)控滑臺和Z軸數(shù)控滑臺之間采用貼塑形式的滑動導軌副結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，所述X軸伺服電機、Y軸伺服電機和Z軸伺服電機均與滾珠絲杠副連接。
[0011]優(yōu)選的，還包括防護裝置，所述防護裝置為防護罩，所述防護罩設在所述底座處的導軌、和橫梁處的導軌的外側(cè)。
[0012]優(yōu)選的，還包括潤滑系統(tǒng)、磁性自動排屑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。
[0013]優(yōu)選的，還包括Z軸平衡裝置，它包括兩根平衡鏈條、兩個固定在Z軸數(shù)控滑臺頂端的鏈輪，所述平衡鏈條繞過其頂端的鏈輪與氮氣平衡油缸相連接。
[0014]優(yōu)選的，所述的數(shù)控操作屏采用華中HNC-21MD銑削數(shù)控系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1是本發(fā)明大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床的主體結(jié)構(gòu)主視圖；
[0018]圖2是本發(fā)明大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床的主體結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0019]圖3是本發(fā)明大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床十字數(shù)控滑臺及主軸結(jié)構(gòu)主視圖；
[0020]圖4是本發(fā)明大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床十字數(shù)控滑臺及主軸結(jié)構(gòu)左視圖；
[0021]圖5是本發(fā)明大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床十字數(shù)控滑臺及主軸結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0022]附圖標記說明:
[0023]1、龍門右立柱；2、龍門左立柱；3、Y軸數(shù)控滑臺；4、主軸鏜銑刀頭；5、X軸主滑臺；
6、X軸滾珠絲杠；7、底座；8、數(shù)控操作屏；9、Y軸滾珠絲杠；10、橫梁；11、主軸伺服電機；12、Y軸伺服電機；13、Ζ軸伺服電機；14、Χ軸伺服電機；15、Ζ軸數(shù)控滑臺；16、鏜銑頭主軸；17、主軸機械減速箱；18、Z軸平衡鏈條；19、拉刀油缸；20、滑枕；21、拖板。
【具體實施方式】
[0024]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0025]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”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發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0026]在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，設備上相鄰的兩個裝置之間通過加工媒介，例如銅箔、漆包線或膠布的聯(lián)系也稱之為“相連”或“連接”。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0027]下面參照圖1-5描述根據(jù)本發(fā)明實施例的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床。如圖1-5所示，它包括底座7和數(shù)控系統(tǒng)，所述底座7上設有X軸主滑臺5以及驅(qū)動所述X軸主滑臺5沿X軸方向滑動的X軸伺服電機14，所述底座7的兩側(cè)設有龍門左立柱2和龍門右立柱I，所述龍門左立柱2和龍門右立柱I上設連接有橫梁10，所述橫梁10上設有Y軸數(shù)控滑臺3以及驅(qū)動所述Y軸主滑臺沿Y軸方向滑動的Y軸伺服電機12 ;所述Y軸主滑臺上設有Z軸數(shù)控滑臺15以及驅(qū)動所述Z軸數(shù)控滑臺15沿Z軸方向滑動的Z軸伺服電機13 ;所述Z軸數(shù)控滑臺15內(nèi)安裝有鏜銑頭主軸16，所述鏜銑頭主軸16的下端安裝主軸鏜銑刀頭4，上端連接拉刀油缸19，所述鏜銑頭主軸16還通過主軸機械減速箱17連接主軸伺服電機11。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床具有X軸，Y軸，Z軸三個基本直線坐標軸，各坐標軸均可以數(shù)字化控制自動定位。零件一次裝夾后，可自動完成鏜、銑、鉆、絞等多工序加工，還可以根據(jù)用戶需要配備合適附件頭(直角銑頭、萬能銑頭、等多種特殊形狀的附件銑頭)實現(xiàn)多面體的精加工。
[0029]所述底座7、X軸主滑臺5、Y軸數(shù)控滑臺3和Z軸數(shù)控滑臺15、龍門左立柱2、龍門右立柱1、橫梁10、拖板21、方滑枕20等大件均采用高強度鑄鐵材料和樹脂砂工藝鑄造，采用合理的筋板結(jié)構(gòu)設計，并采用粗加工后二次失效工藝，保證機床整體的高剛性，高穩(wěn)定性。
[0030]所述底座7與X軸主滑臺5之間、橫梁10與Y軸數(shù)控滑臺3之間以及Y軸數(shù)控滑臺3與Z軸數(shù)控滑臺15之間均采用導軌方式連接。導軌方式連接定位精度高、承載能力大。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例，所述底座7和X軸主滑臺5之間采用重載滾動直線導軌的結(jié)構(gòu)，在底座7的寬度方向上設有兩條導軌。由此可知，定位精度高，伺服驅(qū)動性能優(yōu)；同時承載能大，切削抗振。采用臺灣產(chǎn)的重載滾動直線導軌及滾珠絲杠副。所述橫梁10和Y軸數(shù)控滑臺3之間采用滑動硬軌的結(jié)構(gòu)。橫梁10作為定梁龍門數(shù)控立式鏜銑機床重要的結(jié)構(gòu)特點，其直接影響整機的精度和精度的保持性，Y軸橫向?qū)к壐辈捎没瑒佑曹墸休d力大，剛性好，綜合精度好。所述Y軸數(shù)控滑臺3和Z軸數(shù)控滑臺15之間采用貼塑形式的滑動導軌副結(jié)構(gòu)。Y軸數(shù)控滑臺3采用大截面具有極強的剛性，Z軸垂直導軌副采用導軌高頻淬火加貼塑形式的滑動導軌副。Z軸數(shù)控滑臺15與Y軸數(shù)控滑臺3之間四面密合接觸，剛性好，并保證有較好的切削力和加工精度。
[0032]鏜銑頭主軸16采用剛性主軸單元，兩軸承支承間距大，剛性好，切削平穩(wěn)。機械減速器，配置伺服主軸電機，電機功率:N = 15kw，切削加工扭矩功率大，適合快速切削加工。
[0033]所述X軸伺服電機14、Y軸伺服電機12和Z軸伺服電機13均與滾珠絲杠副連接，分別為X軸滾珠絲杠6、Y軸滾珠絲杠9和Z軸滾珠絲桿，它們的規(guī)格分別為:X:10016 ；Z:5010；Y:6310ο
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，還包括防護裝置，所述防護裝置為防護罩，所述防護罩設在所述底座7處的導軌、和橫梁10處的導軌的外側(cè)。優(yōu)選的，所述防護罩為全封閉不銹鋼
防護罩。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，還包括潤滑系統(tǒng)、磁性自動排屑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。機床采用集中潤滑，選用貝奇爾潤滑站。機床設有的磁性自動排屑系統(tǒng)，集中排屑，冷卻液回流循環(huán)使用，便于現(xiàn)場管理。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，還包括Z軸平衡裝置，它包括兩根平衡鏈條、兩個固定在Z軸數(shù)控滑臺頂端的鏈輪，所述平衡鏈條繞過其頂端的鏈輪與氮氣平衡油缸相連接。其作用是抵消Z軸滑臺下降的重力作用。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的一個示例，所述的數(shù)控操作屏8采用華中HNC-21MD銑削數(shù)控系統(tǒng)。其編程簡單、操作方便、能滿足機床使用要求。其余電器元件采用國產(chǎn)知名品牌。操作面板及按鈕站:懸掛式操作面板，操作方便外形美觀。
[0038]根據(jù)本發(fā)明實施例的機床采用在龍門橫梁10上裝十字滑臺使立式專用鏜銑削頭在十字滑臺上上下(Z軸)左右(Y軸)走刀；機床工作臺的前后運動既X軸由底座7數(shù)控主滑臺實現(xiàn)。以上各電機均能伺服調(diào)速加工控制。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實施例的機床電氣控制形式:數(shù)控；操縱方式:機床可根據(jù)加工對象對各軸進行編程數(shù)控，以實現(xiàn)單動及聯(lián)動；也可對各個電機進行單獨手動控制?？刂葡到y(tǒng)應設有限位保護，過載保護，及手動時各軸有互鎖功能。
[0040]本發(fā)明實施例的機床伺服電機數(shù)量及功率:
[0041]鏜銑頭主軸16與主軸伺服電機11和主軸機械減速箱17之間通過齒輪傳動。伺服主軸電機的電機功率:N = 15kw，最高轉(zhuǎn)速600r / min，最大輸出扭矩:1057.58Nm。
[0042]Y軸數(shù)控滑臺3和Z軸數(shù)控滑臺15形成“十字滑臺”，Y軸伺服電機12最高轉(zhuǎn)速:2000r / min，轉(zhuǎn)矩:扭矩70Nm，功率N = 14.3KW ;Z軸伺服電機13最高轉(zhuǎn)速:2000r / min,扭矩:37Nm,功率 N = 6.7KW。
[0043]X軸伺服電機14最高轉(zhuǎn)速:1500r / min，轉(zhuǎn)矩120Nm。
[0044]機床液壓系統(tǒng):主要用于Z軸平衡油缸和鏜銑頭換刀用的拉刀油缸19，拉刀油缸19的缸徑Φ 120，行程20，出口直徑(Φ8)Μ10Χ1，油缸活塞移動速度2m / min，電機功率N=3KW。
[0045]機床工作循環(huán):液壓啟動一按松刀按鈕一卸刀一按拉刀按鈕一裝刀。用壓力繼電器(壓力繼電器安裝在液壓站上)控制系統(tǒng)壓力，用行程開關控制油缸工作行程。
[0046]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0047]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，包括底座和數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，所述底座上設有X軸主滑臺以及驅(qū)動所述X軸主滑臺沿X軸方向滑動的X軸伺服電機，所述底座的兩側(cè)設有龍門左立柱和龍門右立柱，所述龍門左立柱和龍門右立柱上設連接有橫梁，所述橫梁上設有Y軸數(shù)控滑臺以及驅(qū)動所述Y軸主滑臺沿Y軸方向滑動的Y軸伺服電機；所述Y軸主滑臺上設有Z軸數(shù)控滑臺以及驅(qū)動所述Z軸數(shù)控滑臺沿Z軸方向滑動的Z軸伺服電機；所述Z軸數(shù)控滑臺內(nèi)安裝有鏜銑頭主軸，所述鏜銑頭主軸的下端安裝主軸鏜銑刀頭，上端連接拉刀油缸，所述鏜銑頭主軸還通過主軸機械減速箱連接主軸伺服電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，所述底座與X軸主滑臺之間、橫梁與Y軸數(shù)控滑臺之間以及Y軸數(shù)控滑臺與Z軸數(shù)控滑臺之間均采用導軌方式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，所述底座和X軸主滑臺之間采用重載滾動直線導軌的結(jié)構(gòu)，在底座的寬度方向上設有兩條導軌；所述橫梁和Y軸數(shù)控滑臺之間采用滑動硬軌的結(jié)構(gòu)；所述Y軸數(shù)控滑臺和Z軸數(shù)控滑臺之間采用貼塑形式的滑動導軌副結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，所述X軸伺服電機、Y軸伺服電機和Z軸伺服電機均與滾珠絲杠副連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，還包括防護裝置，所述防護裝置為防護罩，所述防護罩設在所述底座處的導軌、和橫梁處的導軌的外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，還包括潤滑系統(tǒng)、磁性自動排屑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，還包括Z軸滑臺平衡裝置，它包括兩根平衡鏈條、兩個固定在Z軸數(shù)控滑臺頂端的鏈輪，所述平衡鏈條繞過其頂端的鏈輪與氮氣平衡油缸相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型龍門立式數(shù)控鏜銑機床，其特征在于，所述的數(shù)控操作屏采用華中HNC-21MD銑削數(shù)控系統(tǒng)。
【文檔編號】B23Q5/28GK103433748SQ201310363268
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】張小青, 薛遂根 申請人:老河口雙華數(shù)控組合機床有限責任公司