CN106736799A - 一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心,工作台直接铸造在底座上，在底座两侧安装左桥梁和右桥梁，在左右桥梁上分别安装直线导轨，横梁通过两侧的X轴滑块安装在左桥梁、右桥梁上。横梁中间掏空，上下安装四根导轨，左滑座、右滑座通过滑块安装在横梁中间。左右滑枕之间通过Y轴滑块及连接板连接成一体，滑枕上安装四根直线导轨，通过Z轴滑块安装在左右滑座中间。本发明中的运动部件中挂式设计，有效传导运动产生的温升，使结构变形均匀化，减少热变形对产品精密加工的影响。本发明运行平稳，性能稳定，适用于汽车模具领域的精密加工。

Description

一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心

技术领域

本发明属于高速天车龙门五轴加工中心机床领域，具体涉及一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，专门用来加工汽车工业中的精密模具。

背景技术

近年来，制造业的不断发展对五轴加工中心机床的加工范围、加工精度提出了更高的要求，传统的高速龙门五轴加工中心，X轴一般采用齿条传动，传动精度差，运行不稳定。工件在工作台上移动，对大型重型零件无法实现高速加工。而且由于加工过程产生大量的热量，导致机床热变形，无法对加工精度提供有力的保障。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，解决现有技术中存在的加工范围小、精度低的问题。

技术方案：一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，包括底座、左桥梁、右桥梁、横梁、左滑座、右滑座、滑枕、AC双摆头、X轴左侧滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、刀库、X轴右侧滑块和数控***；

工作台直接铸造在底座上，在底座两侧分别固定安装有左桥梁和右桥梁，在左桥梁和右桥梁上分别安装直线导轨，横梁通过X轴左侧滑块和X轴右侧滑块安装在左桥梁和右桥梁上；所述横梁中间掏空，上下安装四根导轨，左滑座和右滑座通过Y轴滑块安装在横梁中间；滑枕之间通过Y轴滑块及连接板连接成一体，滑枕上安装四根直线导轨，通过Z轴滑块安装在左滑座和右滑座中间，滑枕的底部固定安装有AC双摆头；在左桥梁和右桥梁一端安装有刀库；通过数控***控制横梁在左桥梁和右桥梁上做X轴运动，左滑座和右滑座在横梁中间做Y轴运动，滑枕在左滑座和右滑座中间做Z轴运动。

作为优化：所述左桥梁和右桥梁均通过可调机构固定在底座两侧，所述可调机构包括调整螺栓、锁紧螺母和可调垫铁，所述调整螺栓分别穿过左桥梁和右桥梁通过锁紧螺母将左桥梁和右桥梁分别与底座锁紧，锁紧螺母与底座之间垫有可调垫铁。

作为优化：所述横梁通过直线导轨与左桥梁、右桥梁相连，直线导轨安装在左桥梁、右桥梁上方，X轴左侧滑块和X轴右侧滑块安装在横梁两侧的下方，X轴左侧滑块和X轴右侧滑块与直线导轨呈滚动配合，螺母安装在横梁两侧，通过伺服电机驱动滚珠丝杆，带动横梁运动，左桥梁和右桥梁外侧安装光栅尺，对运行位置进行检测。

作为优化：所述左滑座和右滑座上下两面通过Y轴滑块安装在横梁上，环抱着滑枕。

作为优化：所述左滑座和右滑座与Y轴滑块之间通过斜契可调垫块连接，通过斜契可调垫块分别张紧左滑座和右滑座与横梁。

作为优化：所述滚珠丝杆传动时，滚珠丝杆为中空结构，在滚珠丝杆尾端安装进出油环，进出油环上安装钢管，将钢管穿进丝杆中心孔内部，通过单独的油冷管路对丝杆本体进行冷却。

作为优化：丝杆螺母内部加工循环冷却槽，通过单独的油冷管路对丝杆螺母进行冷却。

作为优化：封闭式防护采用环保布帘结构，X轴通过骨架悬挂在左桥梁和右桥梁之间，Y轴安装在横梁内部两侧。

有益效果：本发明的具体有益效果在于：

（1）本发明是用于汽车工业精密模具粗、精加工的高速天车龙门加工中心，它由底座、左桥梁、右桥梁、横梁、左滑座、右滑座、滑枕、AC双摆头、刀库组成，具有加工范围广、承重大、响应速度快、加工精度高、可实现五轴曲面加工的特点，加工精度可达到0.001~0.002mm，温升变化量可控制在0.001mm/℃以内。主要应用于汽车工业中的大型钢模、铸铁模的制造加工，是汽车工业等高科技领域的关键设备。

（2）本发明X轴双丝杆驱动，消除了齿条传动的间隙。再配合光栅进行位置检测，有效提高定位精度，确保精密模具的加工需求。

（3）本发明横梁中间掏空，上下各两根导轨，共四根导轨，确保传动刚性，提高使用寿命。滑座中挂式，使切削力均匀分布到横梁两侧，相应的热量也能均匀的分布到两侧。有效减少热变形产生的加工误差。

（4）本发明滑座分为左滑座和右滑座，上下两面通过滑块安装在横梁上，环抱着滑枕。确保切削时四周滑块受力均匀，且热量从四周均匀的向横梁传递，整体结构热变形受四周包围限制，有效减少热变形产生的加工误差。

（5）本发明滑座与Y轴滑块之间通过斜契可调垫块连接，通过斜契可调垫块张紧滑座和横梁。通过斜契可调垫块消除安装间隙，确保机床长期有效的稳定运行。

（6）本发明丝杆传动时，丝杆为中空结构，在丝杆尾端安装进出油环，进出油环上安装钢管，将钢管穿进丝杆中心孔内部。通过单独的油冷管路对丝杆本体进行冷却。有效抑制丝杆的热延伸，提高机床定位精度。

（7）本发明丝杆螺母内部加工循环冷却槽，通过单独的油冷管路对丝杆螺母进行冷却。有效降低丝杆螺母旋转产生的热量，减少螺母发热对丝杆、铸件的热稳定性影响。

（8）本发明封闭式防护采用环保布帘结构，X轴通过骨架悬挂在左桥梁和右桥梁之间，Y轴安装在横梁内部两侧。有效减少粉尘对环境的污染，绿色环保。而布帘式结构运行流畅，摩擦发热量少，有效抑制防护摩擦发热对设备精度的影响。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的底座地脚安装结构示意图；

图3为本发明的桥梁调整结构示意图；

图4为本发明的X轴双丝杆驱动结构示意图；

图5为本发明的横梁部件结构示意图；

图6为本发明的滑座/滑枕部件结构示意图；

图7为本发明的滑座的斜契可调垫块结构示意图；

图8为本发明的传动部分冷却结构示意图；

图中：01底座、02左桥梁、03右桥梁、04横梁、05左滑座、06右滑座、07滑枕、08 AC双摆头、09 X轴左侧滑块、10 Y轴滑块、11 Z轴滑块、12刀库、13 X轴右侧滑块、14 数控***、15调整螺栓、16锁紧螺母、17可调垫铁、18驱动滚珠丝杆、19伺服电机。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

实施例

如图1所示，本发明的一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，包含01底座、02左桥梁、03右桥梁、04横梁、05左滑座、06右滑座、07滑枕、08 AC双摆头、09 X轴左侧传动组件、10 Y轴传动组件、11 Z轴传动组件、12刀库、13 X轴右侧传动组件、14 数控***等，五轴加工加工中心的X轴采用双电机驱动，YZ轴采用单电机驱动，三轴传动组件均采用丝杆中空冷却+螺母循环冷却。

工作台直接铸造在底座01上，在底座01两侧分别固定安装有左桥梁02和右桥梁03，在左桥梁02和右桥梁03上分别安装直线导轨，横梁04通过X轴左侧滑块09和X轴右侧滑块13安装在左桥梁02和右桥梁03上；所述横梁04中间掏空，上下安装四根导轨，左滑座05和右滑座06通过Y轴滑块10安装在横梁04中间；滑枕07之间通过Y轴滑块10及连接板连接成一体，滑枕07上安装四根直线导轨，通过Z轴滑块11安装在左滑座05和右滑座06中间，滑枕07的底部固定安装有AC双摆头08；在左桥梁02和右桥梁03一端安装有刀库12；通过数控***14控制横梁04在左桥梁02和右桥梁03上做X轴运动，左滑座05和右滑座06在横梁04中间做Y轴运动，滑枕07在左滑座05和右滑座06中间做Z轴运动。

所述左桥梁02和右桥梁03均通过可调机构固定在底座01两侧，所述可调机构包括调整螺栓15、锁紧螺母16和可调垫铁17，所述调整螺栓15分别穿过左桥梁02和右桥梁03通过锁紧螺母16将左桥梁02和右桥梁03分别与底座01锁紧，锁紧螺母16与底座01之间垫有可调垫铁17。

所述左滑座05和右滑座06上下两面通过Y轴滑块10安装在横梁04上，环抱着滑枕07。所述左滑座05和右滑座06与Y轴滑块10之间通过斜契可调垫块17连接，通过斜契可调垫块17分别张紧左滑座05和右滑座06与横梁04。封闭式防护采用环保布帘结构，X轴通过骨架悬挂在左桥梁02和右桥梁03之间，Y轴安装在横梁内部两侧。

所述横梁04通过直线导轨与左桥梁02、右桥梁03相连，直线导轨安装在左桥梁02、右桥梁03上方，X轴左侧滑块09和X轴右侧滑块13安装在横梁04两侧的下方，X轴左侧滑块09和X轴右侧滑块13与直线导轨呈滚动配合，螺母安装在横梁两侧，通过伺服电机19驱动滚珠丝杆18，带动横梁04运动，左桥梁02和右桥梁03外侧安装光栅尺，对运行位置进行检测。所述滚珠丝杆18传动时，滚珠丝杆18为中空结构，在滚珠丝杆18尾端安装进出油环，进出油环上安装钢管，将钢管穿进丝杆中心孔内部，通过单独的油冷管路对丝杆本体进行冷却。丝杆螺母内部加工循环冷却槽，通过单独的油冷管路对丝杆螺母进行冷却。

本发明中的传动部分冷却实验如下：

如图8所示，环境温度25±1℃下，在电机座端、轴承座端、丝杆螺母端分别按照温度传感器，效果对比如下表所示：

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：包括底座（01）、左桥梁（02）、右桥梁（03）、横梁（04）、左滑座（05）、右滑座（06）、滑枕（07）、AC双摆头（08）、X轴左侧滑块（09）、Y轴滑块（10）、Z轴滑块（11）、刀库（12）、X轴右侧滑块（13）和数控***（14）；

工作台直接铸造在底座（01）上，在底座（01）两侧分别固定安装有左桥梁（02）和右桥梁（03），在左桥梁（02）和右桥梁（03）上分别安装直线导轨，横梁（04）通过X轴左侧滑块（09）和X轴右侧滑块（13）安装在左桥梁（02）和右桥梁（03）上；所述横梁（04）中间掏空，上下安装四根导轨，左滑座（05）和右滑座（06）通过Y轴滑块（10）安装在横梁（04）中间；滑枕（07）之间通过Y轴滑块（10）及连接板连接成一体，滑枕（07）上安装四根直线导轨，通过Z轴滑块（11）安装在左滑座（05）和右滑座（06）中间，滑枕（07）的底部固定安装有AC双摆头（08）；在左桥梁（02）和右桥梁（03）一端安装有刀库（12）；通过数控***（14）控制横梁（04）在左桥梁（02）和右桥梁（03）上做X轴运动，左滑座（05）和右滑座（06）在横梁（04）中间做Y轴运动，滑枕（07）在左滑座（05）和右滑座（06）中间做Z轴运动。

2.根据权利要求1所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：所述左桥梁（02）和右桥梁（03）均通过可调机构固定在底座（01）两侧，所述可调机构包括调整螺栓（15）、锁紧螺母（16）和可调垫铁（17），所述调整螺栓（15）分别穿过左桥梁（02）和右桥梁（03）通过锁紧螺母（16）将左桥梁（02）和右桥梁（03）分别与底座（01）锁紧，锁紧螺母（16）与底座（01）之间垫有可调垫铁（17）。

3.根据权利要求1所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：所述横梁（04）通过直线导轨与左桥梁（02）、右桥梁（03）相连，直线导轨安装在左桥梁（02）、右桥梁（03）上方，X轴左侧滑块（09）和X轴右侧滑块（13）安装在横梁（04）两侧的下方，X轴左侧滑块（09）和X轴右侧滑块（13）与直线导轨呈滚动配合，螺母安装在横梁两侧，通过伺服电机（19）驱动滚珠丝杆（18），带动横梁（04）运动，左桥梁（02）和右桥梁（03）外侧安装光栅尺，对运行位置进行检测。

4.根据权利要求1所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：所述左滑座（05）和右滑座（06）上下两面通过Y轴滑块（10）安装在横梁（04）上，环抱着滑枕（07）。

5.根据权利要求1所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：所述左滑座（05）和右滑座（06）与Y轴滑块（10）之间通过斜契可调垫块（17）连接，通过斜契可调垫块（17）分别张紧左滑座（05）和右滑座（06）与横梁（04）。

6.根据权利要求3所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：所述滚珠丝杆（18）传动时，滚珠丝杆（18）为中空结构，在滚珠丝杆（18）尾端安装进出油环，进出油环上安装钢管，将钢管穿进丝杆中心孔内部，通过单独的油冷管路对丝杆本体进行冷却。

7.根据权利要求1所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：丝杆螺母内部加工循环冷却槽，通过单独的油冷管路对丝杆螺母进行冷却。

8.根据权利要求1所述的抑制热变形中挂式高速天车龙门五轴加工中心，其特征在于：封闭式防护采用环保布帘结构，X轴通过骨架悬挂在左桥梁（02）和右桥梁（03）之间，Y轴安装在横梁内部两侧。