一種橫梁固定式多功能數控加工中心的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機床技術領域，具體地說，特別涉及一種橫梁固定式多功能數控加工中心。
【背景技術】
[0002]數控加工中心是由機械設備與數控系統組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。數控加工中心是目前世界上產量最高、應用最廣泛的數控機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5?10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。
[0003]橫梁固定式龍門加工中心是目前廣泛應用的數控機床。但現有的數控龍門加工中心體積龐大，占用面積大，結構剛性較差，整體精度不穩定；同時，在工作過程中振動較大，會產生較大的噪音，并且溫升快，可靠性欠佳。數控龍門加工中心的主軸箱豎直布置，主軸箱的重量基本由Z軸電機承載，由此會增大Z軸絲桿的磨損，影響Z軸運動的平穩性以及Z軸電機的使用壽命。龍門加工中心的主軸采用主軸電機直接驅動，只能進行高速切削，難以滿足不同的加工需要。
[0004]底座是整個加工中心的底盤，位于最底部，用于支撐整個設備的重量并便于其它部件布置。現有的數控龍門加工中心需要在底座上配備油水分離機構，油水分離機構通常另行制作，并通過裝配固定在底座上，這樣一方面增加了成本，因油水分離機構裝配不到位容易引起漏水漏油；另一方面，底座的體積增大，運輸非常不方便，會影響整個加工中心的整體性。
[0005]同時，數控龍門加工中心一般在底座的旁邊還配備副水箱，用于盛裝冷卻液，并起沉淀、過濾冷卻液的作用。但副水箱需要另外制作護罩支撐機構，不僅增加了成本，不利于裝配；而且底座的體積增大，運輸非常不方便。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題在于提供一種可靠性好、能有效減小電機負荷、避免漏水漏油、并能滿足不同加工需要的橫梁固定式多功能數控加工中心。
[0007]本發明的技術方案如下:一種橫梁固定式多功能數控加工中心，在底座(I)的頂部一體形成有矩形的支撐臺(Ia)，該支撐臺(Ia)中后部的左右兩側對稱設置支座(Ib)，各支座(Ib)上固定立柱(2)，左右兩邊立柱(2)的頂部共同支撐橫梁(3)，其特征在于:
[0008]在所述支撐臺(Ia)頂部的左右兩邊對稱設置排肩槽(If)，所述排肩槽(If)沿前后方向延伸，排肩槽(If)的前端貫通至支撐臺(Ia)的前端面；在所述支撐臺(Ia)頂部的前端設有擋墻(Ic)，該擋墻(Ic)位于兩個排肩槽(If)之間，且擋墻(Ic)的中部由油水分離槽(Id)隔開，所述油水分離槽(Id)為前后貫通的通槽；在所述支撐臺(Ia)的尾端設置有副水箱(Ie)，副水箱(Ie)和支撐臺(Ia)通過鑄造為一體，副水箱(Ie)的進水口和出水口開設在支撐臺(Ia)的尾端面上；
[0009]在所述支撐臺(Ia)的上方設置工作臺⑷，該工作臺⑷位于兩個立柱(2)之間，工作臺⑷底部固定的X軸螺母座(5)與X軸絲桿(6)螺紋配合，所述X軸絲桿(6)的后端通過第一聯軸器與X軸電機連接，X軸電機安裝在支撐臺(Ia)的后端，并位于X軸護罩
(7)內；在所述X軸絲桿(6)的左右兩側對稱設置X軸滑軌(8)，工作臺(4)通過底部的X軸滑塊(9)與X軸滑軌(8)滑動配合；
[0010]在所述橫梁(3)的前端面裝有上下兩根Y軸滑軌(10)，Y軸滑座(11)通過Y軸滑塊與這兩根Y軸滑軌(10)滑動配合，在Y軸滑座(11)的背面固定Y軸螺母座，該Y軸螺母座與Y軸絲桿(12)螺紋配合，所述Y軸絲桿(12)位于兩根Y軸滑軌(10)之間，該Y軸絲桿(12)的一端通過第二聯軸器與Y軸電機(13)連接；
[0011]在所述Y軸滑座(11)的前端面設置兩根左右平行的Z軸滑軌(14)，主軸箱(15)位于這兩根Z軸滑軌(14)之間，并通過側邊的Z軸滑塊(16)與這兩根Z軸滑軌(14)滑動配合，在主軸箱(15)的背面固定Z軸螺母座，該Z軸螺母座與Z軸絲桿螺紋配合，所述Z軸絲桿位于兩根Z軸滑軌(14)之間，該Z軸絲桿的上端通過第三聯軸器與Z軸電機(17)連接；
[0012]在所述Y軸滑座(11)的左右兩側對稱設置氮氣平衡缸(24)，該氮氣平衡缸(24)的缸體與Y軸滑座(11)相固定，氮氣平衡缸(24)的活塞桿豎直向上伸出，并與頂支架(25)連接，所述頂支架(25)固定于主軸箱(15)的頂部；
[0013]在所述主軸箱(15)的前端面安裝主軸電機(19)，該主軸電機(19)的輸出軸豎直向下，并與齒輪箱(20)的輸入端連接，齒輪箱(20)的輸出軸上套裝主動輪(21)，該主動輪
(21)通過皮帶(22)與主軸(23)上的從動輪連接，所述主軸(23)垂直于支撐臺(la)。
[0014]采用以上技術方案，X軸電機運轉，帶動X軸絲桿原地轉動，使工作臺在前后方向移動，以實現工作臺上所裝夾工件的X軸位移；Y軸電機運轉，帶動Y軸絲桿原地轉動，使Y軸滑座及主軸箱在左右方向移動，以實現刀具的Y軸位移；ζ軸電機運轉，帶動Z軸絲桿原地轉動，使主軸箱在上下方向移動，以實現刀具的Z軸位移。以上多軸聯動，可加工大型框架以及復雜型面，可鉆、銑、鍵，功能多樣，適用范圍非常廣泛。X軸電機、Y軸電機和Z軸電機均選用大扭矩電機，各自配備絲桿螺母副將旋轉運動轉換成直線運動，并采用直線導軌進行導向，這樣無需配備減速箱，在簡化結構，降低成本的同時，一方面能有效減小整個加工中心的體積，結構剛性好；另一方面，精度高并且精度穩定，在工作過程中振動小，噪音低，溫升較慢，可靠性有保障。
[0015]在底座支撐臺上設置左右兩個排肩槽，該排肩槽用于收集加工的鐵肩，并在加工的過程中，隨著螺旋排肩機的運轉，鐵肩順著排肩槽向前移動，直至從底座的前端排出。在底座支撐臺的前端一體設置油水分離槽，使導軌油與切削油直接通過油水分離槽在底座鑄件上分離，不僅節省了成本，從根本上解決了油水分離機構因裝配不到位引起的漏水漏油，而且運輸方便，增強了加工中心的整體性。
[0016]在底座尾端一體式鑄造副水箱，避免了另外制作護罩支撐機構和副水箱，一方面簡化了結構，省去了裝配工序，大大降低了生產成本；另一方面，從根本上解決了副水箱因裝配不到位引起的漏水漏油，并且運輸方便，增強了加工中心的整體性。副水箱的進出水口設置在底座頂部支撐臺的尾端面，有利于管路連接及布置。
[0017]在Y軸滑座的兩側增設氮氣平衡缸，主軸箱在Z軸電機的帶動下作上下運動時，氮氣平衡缸的活塞桿隨著主軸箱的上下運動而伸縮，氮氣平衡缸用于平衡主軸箱的重力，從而減小了 Z軸電機的負荷，減小了 Z軸絲桿的磨損，使Z軸運動更平穩，Z軸電機的使用壽命更長。
[0018]主軸電機運轉的時候，其輸出軸帶動齒輪箱的輸入端連接，傳遞的扭矩經齒輪箱變速后，由齒輪箱的輸出軸帶動主動輪旋轉，主動輪再通過皮帶帶動從動輪以及主軸一起轉動。主軸由齒輪箱以及皮帶輪機構帶動，提高了刀具切削扭矩，可高速切削，也可低速大扭矩切削，能滿足不同的加工需要。
[0019]為了方便吊裝，在所述橫梁(3)頂部的左右兩端對稱安裝吊具(18)。
[0020]為了使主軸箱上下移動更順暢，所述Z軸滑塊(16)具有上、中、下三對，每對Z軸滑塊(16)分為左右對稱的兩個。
[0021]為了減小排肩阻力，使排肩更順暢、徹底，所述排肩槽(If)的橫截面為“V”形。
[0022]所述支座(If)為方框體，支座(If)的頂面與支撐臺(Ia)的頂面平齊，且支座(If)和支撐臺(Ia)鑄造為一體。以上結構支座造型簡單，易于加工制作，并且在支座上安裝立柱方便，能夠確保支撐立柱的穩固性。
[0023]在所述支撐臺(Ia)頂面中前部的中間位置設有前后兩根相互平行的橫條(26)，這兩根橫條(26)的上方設有左右兩個縱向塊(27)，所述縱向塊(27)與橫條(26)相垂直，縱向塊(27)的前后兩端由對應的橫條(26)支撐固定，且縱向塊(27)上從前往后開有多個螺孔。以上結構橫條和縱向塊組成軸承座支撐體，用于支撐固定X軸絲桿的軸承座，在方便軸承座裝配的同時，能夠使軸承座安裝牢靠。
[0024]所述氮氣平衡缸(24)缸體的上下兩端均通過抱箍與Y軸滑座(11)連接。以上結構氮氣平衡缸拆裝方便，與Y軸滑座連接既牢固又可靠。
[0025]為了簡化造型，方便加工制作，確保結構強度，所述頂支架(25)為“T”形。
[0026]有益效果:本發明各個軸向運動由大扭矩電機和絲桿螺母副實現，可實現復雜型面的加工，并能根據不同的加工需要，可高速切削，也可低速大扭矩切削，加工范圍廣泛，具有結構簡單、緊湊，體積小，精度高，振動小，噪音低，可靠性好等特點；將油水分離槽和副水箱集成在底座上，避免了另外制作油水分離機構、護罩支撐機構及副水箱，在減小體積、降低生產成本、方便運輸的同時，從根本上解決了因裝配不到位引起的漏水漏油。本發明通過氮氣平衡缸來平衡主軸箱的重力，能有效減小Z軸電機的負荷，以確保Z軸運動的平穩性。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的側視圖。
[0028]圖2為圖1的右視圖。
[0029]圖3為圖2的俯視圖。
[0030]圖4為底座的俯視圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:
[0032]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，在底座