CN102922302B - 一种基于模块化设计的立式加工中心滑鞍结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于机床设计领域，涉及一种立式加工中心的滑鞍结构，特别涉及一种具有模块化特点的立式加工中心滑鞍结构。本发明所采用的技术方案是：设计一种基于模块化设计的立式加工中心滑鞍结构，包括滑鞍基体、硬轨子模块、线轨子模块、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，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，线轨配合板子模块包括左线轨配合板和右线轨配合板。滑鞍基体、硬轨子模块、线轨子模块、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和加强固定的作用，通过拆卸、安装顶丝、螺钉和销钉来实现硬轨子模块、线轨子模块、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在滑鞍基体上的互换重组，进而设计、制造出硬轨滑鞍和线轨滑鞍。本发明避免了重复设计制造滑鞍相同结构的缺陷，缩短了机床的设计周期，降低了制造成本，大大提高了生产效率，最终实现了机床的快速设计、制造与维修。

Description

一种基于模块化设计的立式加工中心滑鞍结构

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滑鞍结构，特别涉及一种具有模块化特点的立式加工中心滑鞍结构。

背景技术

立式加工中心的滑鞍安装在床身前上方，滑鞍上面导轨用来支撑工作台，实现工件沿着机床X方向运动，底面用来配合床身导轨，实现工件沿着机床Y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。目前滑鞍根据床身导轨类型分为硬轨滑鞍和线轨滑鞍，硬轨滑鞍的底面是与床身硬轨面配合的，并安装镶条调整滑鞍和床身之间的配合间隙，硬轨滑鞍上面的导轨是与滑鞍加工为一体的硬轨；线轨滑鞍的底面是与安装在床身上的滑块配合的，并安装滑块压块将滑块与定位面压紧，线轨滑鞍上面的导轨是标准件线轨滑块副。两种滑鞍只是在与床身配合的底部结构和上面导轨类型不同，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滑鞍结构，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，设计一种基于模块化的立式加工中心滑鞍结构。这种基于模块化设计的滑鞍结构只需要设计一个统一的滑鞍基体、硬轨子模块、线轨子模块、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，通过在统一的滑鞍基体上更换硬轨子模块、线轨子模块、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滑鞍和线轨滑鞍，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：基于模块化设计的滑鞍结构包括一个滑鞍基体、硬轨子模块、线轨子模块、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块。

所述滑鞍基体是指组成硬轨滑鞍和线轨滑鞍的共用件，其特征在于既能同时安装硬轨子模块和线轨子模块，又能同时安装硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，所以滑鞍基体上设置了安装硬轨子模块和线轨子模块的定位连接接口以及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。

所述硬轨子模块是指与机床分离的硬轨，其特征在于既能支承和引导工作台执行X向运动，又能定位连接到滑鞍基体上，所以硬轨子模块上一方面保留了传统硬轨形状，另一方面设置了与滑鞍基体定位连接的接口。

所述线轨子模块是线轨滑块副和线轨滑块副连接板的装配体，其中线轨滑块副是标准件，具有支承和引导工作台执行X向运动的作用；线轨滑块副连接板是连接线轨滑块副和滑鞍的中间桥梁，其特征在于既能安装线轨滑块副，又能定位连接到滑鞍基体上，所以在线轨滑块副连接板上设置了与线轨滑块副定位连接的接口和与滑鞍基体定位连接的接口。

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床身硬轨实现工件沿着机床Y方向运动，又能定位连接到滑鞍基体上，所以硬轨配合板子模块一方面保留了传统硬轨滑鞍与床身硬轨配合的结构，另一方面设置了与滑鞍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床身线轨滑块副中的滑块，实现工件沿着机床Y方向运动，又能定位连接到滑鞍基体上，所以线轨配合板子模块一方面保留了传统线轨滑鞍与滑块配合的结构，另一方面设置了与滑鞍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。

不论硬轨子模块、线轨子模块还是硬轨配合板子模块、线轨配合板子模块，其中涉及到的接口定位方式均采取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子模块、线轨子模块、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在滑鞍基体上的互换重组。

本发明的有益效果是：有效避免了重复设计和制造滑鞍相同结构的缺陷，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模块及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是本发明滑鞍基体的结构示意图；

附图2是本发明硬轨子模块的结构示意图；

附图3是本发明线轨滑块副连接板的结构示意图；

附图4是本发明线轨子模块的结构示意图；

附图5是本发明左硬轨配合板的结构示意图；

附图6是本发明右硬轨配合板的结构示意图；

附图7是本发明左线轨配合板的结构示意图；

附图8是本发明右线轨配合板的结构示意图；

附图9是本发明模块重组后硬轨滑鞍的结构示意图；

附图10是本发明模块重组后线轨滑鞍的结构示意图；

图中件号说明：

1.滑鞍基体，2.硬轨子模块，3.线轨子模块，4.线轨滑块副连接板，5.线轨滑块副，6.楔形压块，7.滑块压块，8.左硬轨配合板，9.右硬轨配合板，10.左线轨配合板，11.右线轨配合板，12.导轨模块的顶丝安装台，13.左导轨配合板的顶丝安装台，14.右导轨配合板的顶丝安装台15.滑鞍安装导轨模块的侧边基准面，16.滑鞍安装导轨模块的底部基准面，17.滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面，18.滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面，19.滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面，20.滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面，21.硬轨侧边基准面，22.硬轨底部基准面,23.线轨滑块副连接板上用于安装线轨的侧边基准面(一)，24.线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的侧边基准面(二)，25.线轨滑块副连接板上用于安装线轨的底部基准面(一)，26.线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的底部基准面(二)，27.楔形压块安装槽，28.左硬轨配合板侧边基准面，29.左硬轨配合板底部基准面，30.右硬轨配合板侧边基准面，31.右硬轨配合板底部基准面，32.左线轨配合板侧边基准面，33.左线轨配合板底部基准面，34.滑块侧边定位面，35.滑块压块安装槽，36.右线轨配合板侧边基准面，37.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。

滑鞍基体上安装的两条导轨是对称关系，故以其中一条导轨的安装为例进行说明。

如附图1所示，滑鞍基体1上设置了导轨模块的顶丝安装台12、左导轨配合板的顶丝安装台13、右导轨配合板的顶丝安装台14、滑鞍安装导轨模块的侧边基准面15、滑鞍安装导轨模块的底部基准面16、滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面17，滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面18，滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面19，滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面20，并在滑鞍基体1上配打安装导轨配合板的定位沉头孔以及在导轨模块的顶丝安装台12、左导轨配合板的顶丝安装台13、右导轨配合板的顶丝安装台14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，硬轨子模块2上设置了硬轨侧边基准面21、硬轨底部基准面22，并在硬轨子模块2上配打两排沉头孔用于与基体连接。

如附图3所示，线轨滑块副连接板4上设置了线轨滑块副连接板上用于安装线轨的侧边基准面(一)23、线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的侧边基准面(二)24、线轨滑块副连接板上用于安装线轨的底部基准面(一)25、线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的底部基准面(二)26，并在线轨滑块副连接板4上配打两排沉头孔用于与基体连接。其中23和25是安装标准件线轨滑块副的基准面，其结构由线轨滑块副5决定，同时线轨滑块副5需要安装楔形压块6调整线轨的直线度，故线轨滑块副连接板4上设置了楔形压块安装槽27。

如附图4所示，将线轨滑块副5以线轨滑块副连接板上用于安装线轨的侧边基准面(一)23和线轨滑块副连接板上用于安装线轨的底部基准面(一)25为安装基准，安装固定在线轨滑块副连接板4上，并在楔形压块安装槽27中安装楔形压块6调整线轨滑块副5的直线度，组成线轨子模块3。

如附图5所示，左硬轨配合板8上设置了与滑鞍基体定位连接的左硬轨配合板侧边基准面28和左硬轨配合板底部基准面29。

如附图6所示，右硬轨配合板9上设置了与滑鞍基体定位连接的右硬轨配合板侧边基准面30和右硬轨配合板底部基准面31。

如附图7所示，左线轨配合板10上设置了与滑鞍基体定位连接的左线轨配合板侧边基准面32、左线轨配合板底部基准面33、滑块侧边定位面34和滑块压块安装槽35。

如附图8所示，右线轨配合板11上设置与滑鞍基体定位连接的右线轨配合板侧边基准面36和右线轨配合板底部基准面37。

如附图9所示，硬轨子模块2以滑鞍基体1上的滑鞍安装导轨的侧边基准面15、滑鞍安装导轨的底部基准面16为安装基准，基准面找正对齐后，在导轨模块的顶丝安装台12上安装顶丝使硬轨侧边基准面21贴紧滑鞍安装导轨的侧边基准面15，然后在滑鞍基体1上配打螺纹孔，在硬轨子模块2上按顺序拧紧螺钉，将硬轨底部基准面22压紧至滑鞍安装导轨的底部基准面16，再间隔打入销钉；左硬轨配合板8以滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面17、滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面18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13上安装顶丝使左硬轨配合板侧边基准面28贴紧滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面17，然后在左硬轨配合板8上配打螺纹孔，在滑鞍基体1上按顺序拧紧螺钉，将左硬轨配合板底部基准面29压紧至滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面18，再间隔打入销钉；右硬轨配合板9以滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面19、滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面20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14上安装顶丝使右硬轨配合板侧边基准面30贴紧滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面19，然后在右硬轨配合板9上配打螺纹孔，在滑鞍基体1上按顺序拧紧螺钉，将右硬轨配合板底部基准面31压紧至滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面20，最后间隔打入销钉，组成硬轨滑鞍。

如附图10所示，线轨子模块3以滑鞍基体1上的滑鞍安装导轨的侧边基准面15、滑鞍安装导轨的底部基准面16为安装基准，基准面找正对齐后，在导轨模块的顶丝安装台12上安装顶丝，使线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的侧边基准面(二)24贴紧滑鞍安装导轨的侧边基准面15，在线轨子模块3上按顺序拧紧螺钉，将线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的底部基准面(二)26压紧至滑鞍安装导轨的底部基准面16，再间隔打入销钉；左线轨配合板10以滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面17、滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面18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13上安装顶丝使左线轨配合板侧边基准面32贴紧滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面17，然后在左线轨配合板10上配打螺纹孔，在滑鞍基体1上按顺序拧紧螺钉，将左线轨配合板底部基准面33压紧至滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面18，再间隔打入销钉；右线轨配合板11以滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面19、滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面20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14上安装顶丝使右线轨配合板侧边基准面36贴紧滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面19，然后在右线轨配合板11上配打螺纹孔，在滑鞍基体1上按顺序拧紧螺钉，将右硬轨配合板底部基准面37压紧至滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面20，最后间隔打入销钉，组成线轨滑鞍；当线轨滑鞍与线轨床身上的滑块装配时，在左线轨配合板10上的滑块安装槽35中安装滑块压块7，使滑块贴紧滑块侧边定位面34。

Claims (8)

1.一种基于模块化设计的立式加工中心滑鞍结构，其特征包括滑鞍基体（1）、硬轨子模块（2）、线轨子模块（3）、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块，其中硬轨配合板子模块包括左硬轨配合板（8）和右硬轨配合板（9），线轨配合板子模块包括左线轨配合板（10）和右线轨配合板（11）；滑鞍基体（1）、硬轨子模块（2）、线轨子模块（3）、左硬轨配合板（8）和右硬轨配合板（9）以及左线轨配合板（10）和右线轨配合板（11）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；硬轨子模块（2）以滑鞍基体（1）上的滑鞍安装导轨的侧边基准面（15）、滑鞍安装导轨的底部基准面（16）为安装基准，基准面找正对齐后，在导轨模块的顶丝安装台（12）上安装顶丝使硬轨侧边基准面（21）贴紧滑鞍安装导轨的侧边基准面（15），然后在滑鞍基体（1）上配打螺纹孔，在硬轨子模块（2）上按顺序拧紧螺钉，将硬轨底部基准面（22）压紧至滑鞍安装导轨的底部基准面（16），再间隔打入销钉；左硬轨配合板（8）以滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面（17）、滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面（18）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（13）上安装顶丝使左硬轨配合板侧边基准面（28）贴紧滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面（17），然后在左硬轨配合板（8）上配打螺纹孔，在滑鞍基体（1）上按顺序拧紧螺钉，将左硬轨配合板底部基准面（29）压紧至滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面（18），再间隔打入销钉；右硬轨配合板（9）以滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面（19）、滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面（20）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(14)上安装顶丝使右硬轨配合板侧边基准面(30)贴紧滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面(19)，然后在右硬轨配合板(9)上配打螺纹孔，在滑鞍基体(1)上按顺序拧紧螺钉，将右硬轨配合板底部基准面(31）压紧至滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面(20)，最后间隔打入销钉，组成硬轨滑鞍；线轨子模块（3）以滑鞍安装导轨的侧边基准面(15)、滑鞍安装导轨的底部基准面(16)为安装基准，基准面找正对齐后，在导轨模块的顶丝安装台(12)上安装顶丝，使线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的侧边基准面（二）(24)贴紧滑鞍安装导轨的侧边基准面(15)，在线轨子模块(3)上按顺序拧紧螺钉，将线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的底部基准面（二）(26)压紧至滑鞍安装导轨的底部基准面(16)，再间隔打入销钉；左线轨配合板(10)以滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面(17)、滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面(18)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(13)上安装顶丝使左线轨配合板侧边基准面(32)贴紧滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面(17)，然后在左线轨配合板（10）上配打螺纹孔，在滑鞍基体（1）上按顺序拧紧螺钉，将左线轨配合板底部基准面（33)压紧至滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面（18），再间隔打入销钉；右线轨配合板（11）以滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面（19）、滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面（20）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（14）上安装顶丝使右线轨配合板侧边基准面（36）贴紧滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面（19），然后在右线轨配合板（11）上配打螺纹孔，在滑鞍基体（1）上按顺序拧紧螺钉，将右硬轨配合板底部基准面（34）压紧至滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面（20），最后间隔打入销钉，组成线轨滑鞍；当线轨滑鞍与线轨床身上的滑块装配时，在左线轨配合板（10）上的滑块安装槽（35）中安装滑块压块（7），使滑块贴紧滑块侧边定位面（34）；通过硬轨子模块（2）、线轨子模块（3）、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在滑鞍基体（1）上的接口实现硬轨子模块（2）、线轨子模块（3）、硬轨配合板子模块和线轨配合板子模块在滑鞍基体（1）上互换重组，进而达到快速设计、制造和维修硬轨滑鞍和线轨滑鞍的目的。

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滑鞍结构，其特征是：滑鞍基体（1）上设置了导轨模块的顶丝安装台（12）、左导轨配合板的顶丝安装台（13）、右导轨配合板的顶丝安装台（14）、滑鞍安装导轨模块的侧边基准面（15）、滑鞍安装导轨模块的底部基准面（16）、滑鞍安装左导轨配合板的侧边基准面（17）、滑鞍安装左导轨配合板的底部基准面（18）、滑鞍安装右导轨配合板的侧边基准面（19）、滑鞍安装右导轨配合板的底部基准面（20），并在滑鞍基体（1）上配打安装导轨配合板的定位沉头孔以及在导轨模块的顶丝安装台（12）、左导轨配合板的顶丝安装台（13）、右导轨配合板的顶丝安装台（14）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滑鞍结构，其特征是：硬轨子模块（2）上设置了硬轨侧边基准面(21)、硬轨底部基准面(22)，并在硬轨子模块(2)上配打两排沉头孔用于与滑鞍基体连接。 

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滑鞍结构，其特征是：线轨滑块副连接板（4）上设置了线轨滑块副连接板上用于安装线轨的侧边基准面（一）（23）、线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的侧边基准面（二）（24）、线轨滑块副连接板上用于安装线轨的底部基准面（一）(25)、线轨滑块副连接板上用于在滑鞍基体上定位的底部基准面（二）(26)，并在线轨滑块副连接板(4)上配打两排沉头孔用于与滑鞍基体连接；将线轨滑块副(5)以线轨滑块副连接板上用于安装线轨的侧边基准面（一）(23)和线轨滑块副连接板上用于安装线轨的底部基准面（一）(25)为安装基准，安装固定在线轨滑块副连接板(4)上，并在楔形压块安装槽（27）中安装楔形压块（6）调整线轨滑块副（5）的直线度，组成线轨子模块（3）。

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滑鞍结构，其特征是：左硬轨配合板（8）上设置了与滑鞍基体定位连接的左硬轨配合板侧边基准面（28）和左硬轨配合板底部基准面（29）。

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滑鞍结构，其特征是：右硬轨配合板（9）上设置了与滑鞍基体定位连接的右硬轨配合板侧边基准面（30）和右硬轨配合板底部基准面（31）。

7.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心滑鞍结构，其特征是：左线轨配合板（10）上设置了与滑鞍基体定位连接的左线轨配合板侧边基准面（32）、左线轨配合板底部基准面（33）、滑块侧边定位面（34）和滑块压块安装槽（35）。

8.根据权利要求1所述的基于模块化设计的立式加工中心滑鞍结构，其特征是：右线轨配合板（11）上设置与滑鞍基体定位连接的右线轨配合板侧边基准面（36）和右线轨配合板底部基准面（37）。