CN102873346B - 一种基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于机床设计领域，涉及一种立式加工中心主轴箱结构，特别涉及一种具有模块化特点的立式加工中心主轴箱结构。本发明所采用的技术方案是：设计一种立式加工中心主轴箱结构，包括主轴箱基体、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块；主轴箱基体、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块上都设置有统一的定位连接接口，接口采用侧边和底部基准面定位、顶丝顶紧和螺钉连接，并间隔打入销钉起到重复定位及加强固定的作用，通过拆卸、安装顶丝、螺钉和销钉来实现硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在主轴箱基体上的互换重组，进而设计、制造出硬轨主轴箱和线轨主轴箱。

Description

一种基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构

技术领域

本发明属于数控机床设计、制造领域，涉及一种立式加工中心主轴箱结构，特别涉及一种具有模块化特点的立式加工中心主轴箱结构。

背景技术

立式加工中心的主轴箱安装在立柱上，上面有主轴孔用来固定主轴，底面用来配合立柱导轨，实现工件沿着机床Z方向运动。立式加工中心导轨分为硬轨和线轨两种，硬轨刚性好,但加工速度较低，适合低速重切削；线轨精度高，但刚性较差，适合高速轻切削。目前主轴箱根据立柱导轨类型分为硬轨主轴箱和线轨主轴箱，硬轨主轴箱的底面是与立柱硬轨面配合的，并安装镶条调整主轴箱与立柱之间的配合间隙；线轨主轴箱的底面是与安装在立柱上的滑块配合的，并安装滑块压块将滑块与定位面压紧。两种主轴箱只是在与立柱配合的底部结构不同，其余部分结构相同，但是为了满足不同的加工要求，仍然需要设计和生产出硬轨和线轨两种工作台结构，这就导致了机床设计周期长，制造成本高、灵活性差等缺陷。

发明内容

本发明的内容就是针对上述已有技术中存在的问题和缺陷，设计一种立式加工中心主轴箱结构。这种主轴箱结构只需要设计一个统一的主轴箱基体、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，通过在统一的主轴箱基体上更换硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块即可快速制造出硬轨主轴箱和线轨主轴箱，有效缩短了机床的设计和制造周期，大大降低制造成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：主轴箱结构包括一个主轴箱基体、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块。

所述主轴箱基体是指组成硬轨主轴箱和线轨主轴箱的共用件，其特征在于既能起到固定主轴的作用，又能同时安装硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，所以主轴箱基体上设置有安装硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块的定位连接接口。

所述硬轨配合板子模块是指与硬轨配合的分离结构，其特征在于既能配合立柱硬轨实现主轴沿着机床Z方向运动，又能定位连接到主轴箱基体上，所以硬轨配合板子模块一方面保留了传统硬轨主轴箱与立柱硬轨配合的结构，另一方面设置了与主轴箱基体定位连接的接口。其中硬轨配合板子模块包括左硬轨配合板和右硬轨配合板。

所述线轨配合板子模块是指与滑块配合的分离结构，其特征在于既能配合立柱线轨滑块副中的滑块实现主轴沿着机床Z方向运动，又能定位连接到主轴箱基体上，所以线轨配合板子模块一方面保留了传统线轨主轴箱与滑块配合的结构，另一方面设置了与主轴箱基体定位连接的接口。其中线轨配合板子模块包括左线轨配合板和右线轨配合板，因为左线轨配合板与滑块配合时需要安装滑块压块将滑块与定位面压紧，故左线轨配合板上又设置了滑块压块安装槽。

不论硬轨配合板子模块还是线轨配合板子模块，其中涉及到的接口定位方式均采用一侧边基准面和底部基准面定位，在另一侧边用顶丝顶紧；底面连接方式采取螺钉连接,并间隔打入销钉起到重复定位及加强固定的作用。

最终通过拆卸、安装顶丝、螺钉和销钉来实现硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在主轴箱基体上的互换重组。

本发明的有益效果是：有效避免了重复设计和制造主轴箱相同结构的缺陷，缩短了机床的设计和制造周期，降低了制造成本，模块拆装方便，有利于机床生产厂商根据市场要求进行导轨配合板模块的更换和重组，对实现机床快速设计、制造和维修具有重要意义。同时模块具有标准化和统一化的特点，便于实现批量生产，大大提高了生产效率。

附图说明

附图1是本说明主轴箱基体的结构示意图；

附图2是本说明左硬轨配合板的结构示意图；

附图3是本说明右硬轨配合板的结构示意图；

附图4是本说明左线轨配合板的结构示意图；

附图5是本说明右线轨配合板的结构示意图；

附图6是本说明模块重组后硬轨主轴箱的结构示意图；

附图7是本说明模块重组后线轨主轴箱的结构示意图；

图中件号说明：

1.主轴箱基体，2.左硬轨配合板，3.右硬轨配合板，4.左线轨配合板，5.右线轨配合板，6.滑块压块，7.左导轨配合板的顶丝安装台，8.右导轨配合板的顶丝安装台，9.主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面，10.主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面，11.主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面，12，主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面，13.左硬轨配合板侧边基准面，14.左硬轨配合板底部基准面，15.右硬轨配合板侧边基准面，16.右硬轨配合板底部基准面，17.左线轨配合板侧边基准面，18.左线轨配合板底部基准面，19.滑块侧边定位面，20.滑块压块安装槽，21.右线轨配合板侧边基准面，22.右线轨配合板底部基准面.

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如附图1所示，主轴箱基体1设置了左导轨配合板的顶丝安装台7、右导轨配合板的顶丝安装台8、主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面9、主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面10、主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面11、主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面12，并在主轴箱基体1上配打安装导轨配合板的定位沉头孔，以及在左导轨配合板的顶丝安装台7和右导轨配合板的顶丝安装台8上配打安装顶丝的螺纹孔。为了便于加工与装配，两个安装基准面的相交处加工出退刀槽。

如附图2所示，左硬轨配合板2上设置了与主轴箱基体定位连接的左硬轨配合板侧边基准面13和左硬轨配合板底部基准面14。

如附图3所示，右硬轨配合板3上设置了与主轴箱基体定位连接的右硬轨配合板侧边基准面15和右硬轨配合板底部基准面16。

如附图4所示，左线轨配合板4上设置了与主轴箱基体定位连接的左线轨配合板侧边基准面17、左线轨配合板底部基准面18、滑块侧边定位面19和滑块压块安装槽20。

如附图5所示，右线轨配合板5上设置了与主轴箱基体定位连接的右线轨配合板侧边基准面21和右线轨配合板底部基准面22。

如附图6所示，左硬轨配合板2以主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面9、主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面10为安装基准，基准面找正对齐后，在左导轨配合板的顶丝安装台7上安装顶丝使左硬轨配合板侧边基准面13贴紧主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面9，然后在左硬轨配合板2上配打螺纹孔，在主轴箱基体1上按顺序拧紧螺钉，将左硬轨配合板底部基准面14压紧至主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面10，最后间隔打入销钉；右硬轨配合板3以主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面11、主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面12为安装基准，基准面找正对齐后，在右导轨配合板的顶丝安装台8上安装顶丝使右硬轨配合板侧边基准面15贴紧主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面11，然后在右硬轨配合板3上配打螺纹孔，在主轴箱基体1上按顺序拧紧螺钉，将右硬轨配合板底部基准面16压紧至主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面12，最后间隔打入销钉，组成硬轨主轴箱。

如附图7所示，左线轨配合板4以主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面9、主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面10为安装基准，基准面找正对齐后，在左导轨配合板的顶丝安装台7上安装顶丝使左线轨配合板侧边基准面17贴紧主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面9，然后在左线轨配合板4上配打螺纹孔，在主轴箱基体1上按顺序拧紧螺钉，将左线轨配合板底部基准面18压紧至主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面10，最后间隔打入销钉；右线轨配合板5以主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面11、主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面12为安装基准，基准面找正对齐后，在右导轨配合板的顶丝安装台8上安装顶丝使右线轨配合板侧边基准面21贴紧主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面11，然后在右线轨配合板5上配打螺纹孔，在主轴箱基体1上按顺序拧紧螺钉，将右线轨配合板底部基准面22压紧至主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面12，最后间隔打入销钉，组成线轨主轴箱；当线轨主轴箱与线轨立柱上的滑块装配时，在左线轨配合板4上的滑块压块安装槽20中安装滑块压块6，使滑块贴紧滑块侧边定位面19。

Claims (6)

1.一种基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构，通过在统一的主轴箱基体(1)上更换硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，快速制造出硬轨主轴箱和线轨主轴箱；该模块化的主轴箱结构除包括主轴箱基体(1)外，还包括硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块；其特征是：硬轨配合板子模块包括左硬轨配合板(2)和右硬轨配合板(3)，线轨配合板子模块包括左线轨配合板(4)和右线轨配合板(5)；主轴箱基体(1)、左硬轨配合板(2)和右硬轨配合板(3)以及左线轨配合板(4)和右线轨配合板(5)上设置有统一的定位连接接口，该接口的定位方式采取侧边和底部基准面定位，连接方式采取顶丝、螺钉及销钉连接；左硬轨配合板(2)以主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面(9)、主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面(10)为安装基准，基准面找正对齐后，在左导轨配合板的顶丝安装台(7)上安装顶丝使左硬轨配合板侧边基准面(13)贴紧主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面(9)，然后在左硬轨配合板(2)上配打螺纹孔，在主轴箱基体(1)上按顺序拧紧螺钉，将左硬轨配合板底部基准面(14)压紧至主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面(10)，最后间隔打入销钉；右硬轨配合板(3)以主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面(11)、主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面(12)为安装基准，基准面找正对齐后，在右导轨配合板的顶丝安装台(8)上安装顶丝使右硬轨配合板侧边基准面(15)贴紧主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面(11)，然后在右硬轨配合板(3)上配打螺纹孔，在主轴箱基体(1)上按顺序拧紧螺钉，将右硬轨配合板底部基准面(16)压紧至主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面(12)，最后间隔打入销钉，组成硬轨主轴箱；左线轨配合板(4)以主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面(9)、主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面(10)为安装基准，基准面找正对齐后，在左导轨配合板的顶丝安装台(7)上安装顶丝使左线轨配合板侧边基准面(17)贴紧主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面(9)，然后在左线轨配合板(4)上配打螺纹孔，在主轴箱基体(1)上按顺序拧紧螺钉，将左线轨配合板底部基准面(18)压紧至主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面(10)，最后间隔打入销钉；右线轨配合板(5)以主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面(11)、主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面(12)为安装基准，基准面找正对齐后，在右导轨配合板的顶丝安装台(8)上安装顶丝使右线轨配合板侧边基准面(21)贴紧主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面(11)，然后在右线轨配合板(5)上配打螺纹孔，在主轴箱基体(1)上按顺序拧紧螺钉，将右线轨配合板底部基准面(22)压紧至主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面(12)，最后间隔打入销钉，组成线轨主轴箱；当线轨主轴箱与立柱上的线轨滑块装配时，在左线轨配合板(4)上的滑块压块安装槽(20)中安装滑块压块(6)，使滑块贴紧滑块侧边定位面(19)；通过硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在主轴箱基体(1)上的接口实现硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在主轴箱基体(1)上的互换重组，进而达到快速设计、制造和维修硬轨主轴箱和线轨主轴箱目的。 

2.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构，其特征是：主轴箱基体(1)设置了左导轨配合板的顶丝安装台(7)、右导轨配合板的顶丝安装台(8)、主轴箱安装左导轨配合板的侧边基准面(9)、主轴箱安装左导轨配合板的底部基准面(10)、主轴箱安装右导轨配合板的侧边基准面(11)、主轴箱安装右导轨配合板的底部基准面(12)，并在主轴箱基体(1)上配打安装导轨配合板的定位沉头孔，以及在左导轨配合板的顶丝安装台(7)和右导轨配合板的顶丝安装台(8)上配打安装顶丝的螺纹孔；为了便于加工与装配，两个安装基准面的相交处加工出退刀槽。 

3.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构，其特征是：左硬轨配合板(2)上设置了与主轴箱基体定位连接的左硬轨配合板侧边基准面(13)和左硬轨配合板底部基准面(14)。 

4.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构，其特征是：右硬轨配合板(3)上设置了与主轴箱基体定位连接的右硬轨配合板侧边基准面(15)和右硬轨配合板底部基准面(16)。 

5.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构，其特征是：左线轨配合板(4)上设置了与主轴箱基体定位连接的左线轨配合板侧边基准面(17)、左线轨配合板底部基准面(18)、滑块侧边定位面(19)和滑块压块安装槽(20)。 

6.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心主轴箱结构，其特征是：右线轨配合板(5)上设置了与主轴箱基体定位连接的右线轨配合板侧边基准面(21)和右线轨配合板底部基准面(22)。